理科

中毒危機の影響を減らすための迅速な現場薬物検出の核心

研究者たちは、これらの中毒の感染症と戦うための重要なツールの1つは、ユーザーの薬物検出であると述べました。 薄膜クロマトグラフィーなどの単純な化学カラーテストからガスクロマトグラフィー – 質量分析などのより複雑な方法まで、患者の血液または尿中の薬物の存在を監視する従来の実験室ベースの方法は信頼性が高く正確です。 ただし、サンプルをオフサイトに送信する必要があるため、時間と費用がかかるプロセスです。 可能な薬物使用を監視するための迅速で安価でより継続的な方法は、患者が過剰摂取する前に医師に警告することができます。

Rotkinは、「分析のコストが非常に高い場合は分析の頻度を制限します。安価で効果的で単純なものです。血液サンプルを採取する必要があるため、できるだけ簡単にする必要があります。時間の経過とともに専門家の時間が必要です。これは費用がかかる可能性があるため、非常に必要な場合以外は定期的な分析には行きません。

レビュー論文で、Rotkinを含む国際研究者チームは、バイオセンサーがこれらの問題を解決するための多くの可能性を持っていることを示す大規模な研究論文への203の参照をリストしました。 バイオセンサーは、患者に高感度で低コストの分析を提供することで、この問題を潜在的に解決することができます。 バイオセンサー装置は、生物学的物質に曝露され、生体刺激に応答して化学的、光学的または電気的信号を生成する小さなセンサーを含む。 これらのバイオセンサーの設計は、過去20年間に大きく発展し、糖尿病患者および家庭妊娠検査のための処方箋なしで購入できるグルコースセンサーの形で市場に登場しました。 しかし、薬物検出に必要なセンサーの種類について、ロトキンと彼の共著者は問題があることを指摘しています。 まさにサイズです。

Rotkinは、「現在のバイオセンサーにあるものに基づいて、1990年代初めの携帯電話に似ています。当時、一般の有線電話と同じ大きさの巨大な携帯電話を使用していました」と話しました。 、そしてそれを運ぶバッグが必要でした。

ナノ材料の使用は可能性があり、包帯に含めるのに十分な小さなオピオイドとコカインを検出するためのバイオセンサーを潜在的に可能にします。 ナノ材料は、生体受容体のためのプラットフォームを提供し、非常に敏感で迅速かつ小型の検出デバイスを構築する「ナノアーキテクチャ」を提供します。

レビュー論文では、薬物検出のためのアプタマーベースのセンサーを提案しました。 アプタマーは、RNA、DNA、またはペプチドの短い配列である。 アプタマー分子は、バイオセンサーの認識要素として特別に設計することができます。 非常に小さいサイズ、高速で安価な生産プロセス、生体適合性、高い安定性などの特性により、これらのバイオセンサーに最適です。

「この論文では、我々はすべての既存の技術を説明し、長所と短所を評価しました」とRotkinは言いました。 「ここには、現在非常にシンプルで安価な電気化学的検出に基づく多数のセンサーが含まれています。 しかし、何でも検出できるという意味の堅牢性のため、問題は、選択的に検出したい項目に具体的に集中できるかどうかです。 ここで選択的に設計されたアプタマーが役立ちます。」

彼らが調査した他の技術の中には、物質または光学「指紋」の濃度に比例する信号を生成する刺激による光学特性の変化に基づいて動作する光学的感知が含まれる。 ロトキンは、2D材料の異種構造を使用するそのような装置について、ノースカロリナ・グリーンスボロ大学の研究者と協力しています。

彼らが検討した追加のセンサーには、分析のために少量のサンプルしか必要としないマイクロ流体センサーが含まれていました。 適用された機械的応力に応答する圧電センサ。 そして、柔軟でマイクロサイズの化合物や粒子を感知できるため、研究者にアピールする電子機械センサー。

レビュー論文の著者は、中毒患者のためのそのような小型ウェアラブルバイオセンサーを作るために克服する必要がある主な障害には、特に複雑なサンプル媒体を分析するときにバイオセンサーの再生性を改善する必要性とサンプルを分析するために前処理する必要がありますありません。 さらに、著者は、低価格と正確な分析パラメータで市場性のあるバイオセンサーを開発するためにさらに資金が必要であると結論付けました。

Rotkinは、「この市場性のあるバイオセンサーが発生するには適切な資金が必要です。そしてそれは常に挑戦です。だから私と私の同僚の著者は、人々がこのレビューを見るときに一度に許可されることを願っています」と述べました。 人々が何をしたかを学ぶために紙に。 おそらく、彼らは研究されたセンサータイプの1つに従い、私たちが実際の製品を得るまで続けることができます。

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Omori Yoshiaki

ミュージックホリック。フードエバンジェリスト。学生。認定エクスプローラー。受賞歴のあるウェブエキスパート。」

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