哈佛研究人员约翰·a·保尔森工程和应用科学学院(海洋)已经开发出一种快速而有效的方法来测试液体化合物的无处不在的家庭被称为双性,用于检测早期结核病和癌症等疾病以及检测毒素在药物、食品、医疗器械和水源。
今天的黄金标准检测木糖醇,常见的两亲物会污染水和可能导致严重疾病和死亡,只需要使用化合物中发现鲎的血液——使过程昂贵和不可持续的。更便宜的替代品不够近敏感检测双在有意义的水平。
新的测试,由Joanna Aizenberg艾米史密斯Berylson教授材料科学与海洋化学与化学生物学教授和王、前博士后Aizenberg实验室化学和生物分子工程学助理教授,现在在俄亥俄州立大学,使用滚动液滴在微结构表面检测双超低浓度。
研究小组证明这项技术检测水平的致病性两亲性,类毒素在水中可以有毒化合物,即使在极低的浓度。
微结构表面是由成千上万的圆形micropillars,均匀涂上自组装分子长尾,创建一个平滑,无摩擦界面除了micropillars的边缘。这里,有缺口涂料——就像分子凹坑。当液滴表面滚下来,如果没有两亲物分子,隐忧和停止,无法克服摩擦无序的边缘。
但滴水平较高的双将继续滚动,因为两亲物分子将与长尾co-assemble分子和填补空白的表面——就像一条道路摊铺机表面平滑的道路。对于木糖醇,如两亲物分子沉积到表面上,他们与其他两亲物分子液滴,建筑越来越大的化合物最终缓慢而停止滴。在液滴表面停止告诉你有多少坑洞修补,因此双的浓度。
斜面,液滴浓度较高的木糖醇成为压倒更远的地区较低的水平。信贷:Aizenberg实验室/哈佛大学的海洋。
“我们的表面提供一个快速和可移植的方法检测双液滴内你可以看到与你的裸露的眼睛,“Aizenberg说。“没有其他方法让低水平的检测,我们看到在我们的测试中,不使用昂贵或复杂的设备。”
研究者还开发了一个模型来预测不同的亲水脂分子化合物在不同浓度如何与结构化表面。通过改变大小、形状和柱子之间的距离,以及分子涂层,表面可以通过调优在特定浓度检测特定类型的双性。
“我们的方法是广泛适用于任何一种亲水脂分子,”王说。”这一普遍的方法,我们已经检测木糖醇水平相关的水质测试,但测试也可以进一步优化检测浓度更低。”
参考:徐姚Y,贝内特RKA, Y, et al . Wettability-based超灵敏检测浓度的双针对无序地区自组装单层膜。《美国国家科学院刊。2022;119 (43):e2211042119。doi:10.1073 / pnas.2211042119
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