デバイスは、光学と画像分析を組み合わせて生体分子をカウントします
個別化医療の約束には、各人に自分の健康レベルを知らせ、血液や唾液中の微量の望ましくないバイオマーカーを識別し、病気の早期警告システムとして機能するシンプルなデバイスが含まれます。
超薄型で小型化された光学チップで構成されるデバイスが開発されました。このデバイスは、標準のCMOSカメラと組み合わせて画像解析を利用すると、サンプル内の生体分子を1つずつカウントし、その位置を特定できます。
この技術はメタサーフェスに基づいています—特別な方法で配置された何百万ものナノサイズの要素で覆われた人工材料のシート。特定の周波数で、これらの要素は光を非常に小さなボリュームに絞り込み、超高感度の光学「ホットスポット」を作成することができます。光がメタ表面を照らし、これらのホットスポットの1つで分子に当たると、分子はすぐに検出されます。実際、分子はそれに当たる光の波長を変えることによって自分自身を解放します。
メタ表面で異なる色のライトを使用し、CMOSカメラで毎回写真を撮ることにより、研究者はサンプル内の分子の数を数え、センサーチップで何が起こっているかを正確に知ることができます。次に、スマートデータサイエンスツールを使用して、このプロセスで取得した数百万のCMOSピクセルを分析し、傾向を特定します。研究者は、ホットスポットでの個々の生体分子だけでなく、わずか1原子の厚さの単一のグラフェンシートでさえも検出および画像化する能力を実証しました。
システムの2番目のバージョンが開発されました。このバージョンでは、メタサーフェスがさまざまな領域でさまざまな波長で共振するようにプログラムされています。この手法は単純ですが、分子の位置を特定する際の精度も低くなります。
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