微芯片技术改进纳米材料安全筛选

加州大学洛杉矶分校的研究人员设计了一种实验室测试，使用微芯片技术来预测纳米材料的潜在危害。

加州大学洛杉矶分校教授桓孟表示，某些工程纳米材料，如用于强化商业产品的非纯化碳纳米管，如果在制造过程中被吸入，可能会损伤肺部。他帮助开发的新测试可以用来分析潜在危险的程度。

同样的测试也可以用于识别生物标记物，帮助科学家和医生检测癌症和传染病。目前，科学家们使用其他测试来识别这些生物标志物;其中最常见的是酶联免疫吸附试验(ELISA)。但根据发表在《科学报告》杂志上的研究，这种被称为半导体电子无标签检测(SELFA)的新平台成本更低，更快，更准确。

这项研究由加州大学洛杉矶分校医学助理教授孟和加州大学洛杉矶分校电气工程和生物工程副教授Chi On Chui领导。

几十年来，科学家们一直使用酶联免疫吸附法来分析生物样本——例如，检测暴露在纳米材料下的肺部上皮细胞是否发炎。但酶联免疫吸附试验必须在实验室环境下由熟练的技术人员进行，单次检测大约需要700美元，需要5到7天的时间。

相比之下，SELFA使用微芯片技术来分析样品。加州大学洛杉矶分校的研究人员表示，这种测试需要30分钟到两个小时，当大批量生产开始时，每个样品的成本可能只有几美元。

SELFA芯片包含t形纳米线，作为集成传感器和放大器。为了分析样本，科学家们将其放在芯片上的传感器上。t形纳米线的垂直部分转换被分析分子的电流，水平部分放大信号以区分分子。

Chui实验室创造的t形纳米线的使用是Chui和他的同事开发的加州大学洛杉矶分校专利发明的新应用。该设备是“芯片实验室”分析首次在模拟现实生活的场景中进行测试。

加州大学洛杉矶分校的科学家们将培养的肺细胞暴露在不同的纳米材料中，然后将他们使用SELFA的结果与之前使用其他测试方法的研究数据库中的结果进行比较。

孟说:“通过测量细胞培养中的生物标志物浓度，我们发现SELFA比ELISA的灵敏度高100倍。”“这意味着SELFA不仅可以分析更小的样本量，而且还可以最大限度地减少假阳性测试结果。”

Chui说:“这些结果很重要，因为SELFA测量使我们能够预测细胞内一系列纳米材料的炎症潜能，并通过细胞成像和动物肺部实验验证预测。”