Сверхвысокие Технологии

2022-09-26 13:01:02 POINT OF CARE: ОБЪЕДИНЯЯ ТЕХНОЛОГИИ

Быстрая медицинская диагностика должна быть доступна не только в странах с высоким уровнем экономики и медицины, но и в районах с низким уровнем дохода и дефицитом продовольствия. Сегодня даже в развитых странах в сельской местности не всегда есть возможность пройти качественное обследование. Микрофлюидные устройства для оказания медицинской помощи, выполненные по технологии Point-of-Care (PoC), привлекательны не только своей мобильностью, но и очень перспективны с точки зрения доступности в бедных странах. Сегодня системы PoC объединяют с другими технологиями с целью расширения спектра диагностических возможностей.

Недавно микрофлюидных устройств PoC стали изготавливать с помощью технологии 3D-печати. Это позволило снизить затраты за счет автоматизации процессов производства, а также увеличить производительность микрофлюидных чипов. 3D-принтеры позволяют разрабатывать микрожидкостные чипы большего размера с более точным моделированием потока. Используя данные технологии, ученые разработали платформы для быстрого определения вируса Зика и диагностики инфекционных заболеваний.

Без центрифугирования практически невозможно представить процесс извлечения плазмы из цельной крови для проведения иммуноанализа и анализ концентрации патогенов и паразитов в биологических жидкостях с помощью микроскопии. Центробежные микрожидкостные устройства могут быть использованы в качестве дешевой ручной центрифуги для подготовки образцов крови. Такие устройства, похожие на бумагу и могут быть изготовлены из полидиметилсилоксана, пластика и полимерных материалов, напечатанных на 3D-принтере.

Объединение смартфонов с микрофлюидными устройствами – комплексное решение для нового поколения мобильных сенсорных приложений, известных, как MS 2. Портативные мобильные датчики на основе микрофлюидных устройств полезны для выявления заболеваний в отдаленных регионах. Например, анализ компонентов слезной жидкости можно использовать для ранней диагностики синдрома сухого глаза.Пациент может самостоятельно поместить образец слезы в микрожидкостное устройство на бумажной основе и дождаться, пока капилляр во флуоресцентных зондах не впитает образец. После помещения зондов в портативное считывающее устройство результаты измерений можно наблюдать с помощью смартфона.

Сегодня микрофлюидные устройства в сочетании со смартфонами и другими аксессуарами могут детектировать биомаркеры с высокой точностью и чувствительностью, что очень важно для своевременного выявлении заболеваний. Открыть/Комментировать

2022-09-26 11:27:46 Ученые доказали положительное влияние воды, которая была подвергнута физическому воздействию, на рост растений.

После обработки активированной плазмой вода для полива приобрела свойства азотистого удобрения. Данная технология открывает аграриям новые подходы к тому, как накормить постоянно растущее население Земли.

Подробнее: https://www.nature.com/articles/s41598-020-77355-w Открыть/Комментировать

2022-09-25 13:01:38 POINT OF CARE: ДИАГНОСТИКА ЗА ПРЕДЕЛАМИ ЛАБОРАТОРИИ

Ранняя диагностика инфекционных заболеваний, а также раннее выявление и своевременное лечение рака и других тяжелых болезней могут снизить смертность больных и уменьшить затраты на лечение. Большинство классических методов обнаружения заболеваний затратны по времени, дороги и трудоемки, что ограничивает их применение. Поэтому сегодня для быстрого и доступного выявления болезней разрабатывается множество новых подходов. Один из них – применение микрофлюидных технологий для оказания медицинской помощи Point-of-Care (PoC). Основное преимущество данных систем заключается в том, что их применение позволяет получать быстрые и точные результаты за пределами лаборатории.

Технология PoC помогает решить разнообразные медицинские задачи. Например, с помощью микрофлюидных технологий можно производить оценку различных аналитов в организме человека, таких как моча, слюна, кровь, слезы и другие биологические жидкости. Сегодня технологию PoC используют для быстрого выявления инфекционных заболеваний. Ученые уже разработали системы обнаружения острого инфаркта миокарда и вируса Зика. Развитие данной технологии имеет большой потенциал для анализа экзосомальных белков и микроРНК, связанных с раком. Недавно на основе микрофлюидных чипов было разработано устройство для моментального тестирования пациентов на ВИЧ.

Технологию PoC также можно использовать для выявления болезней животных, например, для раннего обнаружения респираторных заболеваний крупного рогатого скота с целью снижения риска заболеваемости и падежа на ферме, а также снижения затрат на диагностику заболеваний.

Применение технологий PoC настолько практично и разнообразно, что не остается сомнений в актуальности дальнейших разработок в этой области. Для выявления заболеваний в будущем микрофлюидные чипы могут быть объединены с другими устройствами для создания миниатюрных высокочувствительных диагностических систем. Открыть/Комментировать

2022-09-24 13:01:11 Ученые из США разработали биоадгезивное ультразвуковое устройство для непрерывной визуализации различных внутренних органов, включая кровеносные сосуды, мышцы, сердце, желудочно-кишечный тракт, диафрагму и легкие. Оно состоит из тонкого и жесткого ультразвукового датчика, который прикрепляется к коже с помощью контактного вещества. Устройство может отслеживать состояние внутренних органов в течении 48 часов.

Подробности:
https://www.science.org/doi/10.1126/science.abo2542 Открыть/Комментировать

2022-09-23 13:02:39 КВАНТОВАЯ ПРИРОДА ПЕПТИДОВ


Представьте, что вы с котом (или без него) заходите в лифт на одном этаже, а выходите на двух разных одновременно. Если вы фотон или электрон, то в подобном поведении нет ничего необычного, ведь вы можете позволить себе быть в двух местах одновременно. Физики называют это нахождением в квантовой суперпозиции. Недавно квантовые свойства были обнаружены и у сложно организованных молекул, например, у биологических полимеров пептидов. Также физикам удалось продемонстрировать квантовые свойства наночастицы кремния, состоящей из 100 млн атомов, что значительно расширяет границы действия законов квантовой механики.

О знаменитом коте и о новых открытиях: https://uhdilutions.com/library/the-quantum-nature-of-peptides/ Открыть/Комментировать

2022-09-22 13:01:46 Команда ученых из Кореи впервые успешно клонировала собак с отредактированным геномом, используя систему CRISPR-Cas9.

В будущем технологию можно будет использовать для исправления патогенных мутаций у чистокровных собак или для моделирования различных заболеваний.

Подробности:
https://bmcbiotechnol.biomedcentral.com/articles/10.1186/s12896-022-00749-3 Открыть/Комментировать

2022-09-21 13:02:17 СИНАПС ИЗ ГРАФЕНА

Постоянное увеличение объема данных стимулирует ученых искать новые способы их хранения и обработки. Одним из вариантов является использование массово-параллельных нейроморфных систем. Такие системы включают в себя металлооксидные устройства, запоминающие устройства с фазовым переходом, электрохимические и магнитные запоминающие устройства. Однако в большинстве этих систем используются жесткие материалы, что делает их менее подходящими для прямой интеграции в системы биологические.

Прямое сопряжение искусственных нейроморфных систем с живыми биологическими нейронами — очень амбициозная цель, которая в долгосрочной перспективе может привести к созданию эффективных мозговых имплантатов. Разработки в этой области идут полным ходом. Недавно ученые представили новые нейроморфные системы на основе 2D-материалов с уникальными свойствами и атомарно-тонкой структурой, позволяющей осуществлять взаимодействие с живой тканью. Однако при работе с этими системами часто используют элементы, которые могут быть токсичны для биологических структур, непосредственно воздействующих на нервную систему.

Группа ученых из Техасского университета разработала биосовместимые двухслойные искусственные синаптические транзисторы на основе графена, способные имитировать работу синапсов. Устройство демонстрирует уникальную метапластичность и превосходит идеальные линейные синапсы в классических задачах классификации изображений. Разработка может помочь преодолеть разрыв между искусственными и биологическими нейронными сетями. Открыть/Комментировать

2022-09-20 13:00:55 МИКРОФЛЮИДНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ДЛЯ ИНДИВИДУАЛЬНОЙ ТЕРАПИИ РАКА

Исследования в области прецизионной онкологии помогают подобрать индивидуальную терапию для пациента с целью повышения эффективности лечения. В отличие от традиционной химиотерапии этот подход основан на использовании агентов, которые специфически воздействуют на опухолевые клетки пациента. Изначально для выявления целевых мутаций в опухолевых клетках ученые полагались на геномный анализ. Со временем область молекулярного анализа развивалась и теперь включает дополнительные методы, такие как секвенирование РНК, протеомику, метаболомику и другие. Методы планировалось применять для повышения точности прогнозов течения заболевания. Однако у некоторых из них были выявлены проблемы технологического и биологического характера. Дополнить схему лечения и повысить эффективность терапии могут функциональные анализы. С помощью них производится оценка ответа живых клеток на лечение с учетом ряда факторов, таких как происхождение ткани, микроокружение опухоли, влияние иммунной системы.

Количественное определение производительности и предсказание поведения клеток для непосредственной оценки ответа на лечение стали возможны благодаря появлению микрофлюидных технологии. Функциональные микрожидкостные устройства позволяют собирать множественные показания из небольшого образца, что увеличивает статистическую мощность анализа. Недавно было разработано микрожидкостное устройство, которое позволяет измерять ex vivo ответы первичных суспензионных клеток множественной миеломы на терапевтические препараты.

Также ученые представили микрофлюидное устройство для оценки метастатического потенциала образцов рака молочной железы и в других областях онкологии\. В будущем совмещение функциональных микрожидкостных анализов с методами дисциплин, основанных на омике, могут привести к успешному внедрению прецизионной онкологии в практику. Открыть/Комментировать

2022-09-19 13:02:35 МИКРОФЛЮИДНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ДЛЯ ИНДИВИДУАЛЬНОЙ ТЕРАПИИ РАКА

Исследования в области прецизионной онкологии помогают подобрать индивидуальную терапию для пациента с целью повышения эффективности лечения. В отличие от традиционной химиотерапии этот подход основан на использовании агентов, которые специфически воздействуют на опухолевые клетки пациента. Изначально для выявления целевых мутаций в опухолевых клетках ученые полагались на геномный анализ. Со временем область молекулярного анализа развивалась и теперь включает дополнительные методы, такие как секвенирование РНК, протеомику, метаболомику и другие. Методы планировалось применять для повышения точности прогнозов течения заболевания. Однако у некоторых из них были выявлены проблемы технологического и биологического характера. Дополнить схему лечения и повысить эффективность терапии могут функциональные анализы. С помощью них производится оценка ответа живых клеток на лечение с учетом ряда факторов, таких как происхождение ткани, микроокружение опухоли, влияние иммунной системы.

Количественное определение производительности и предсказание поведения клеток для непосредственной оценки ответа на лечение стали возможны благодаря появлению микрофлюидных технологии. Функциональные микрожидкостные устройства позволяют собирать множественные показания из небольшого образца, что увеличивает статистическую мощность анализа. Недавно было разработано микрожидкостное устройство, которое позволяет измерять ex vivo ответы первичных суспензионных клеток множественной миеломы на терапевтические препараты.

Также ученые представили микрофлюидное устройство для оценки метастатического потенциала образцов рака молочной железы и в других областях онкологии. В будущем совмещение функциональных микрожидкостных анализов с методами дисциплин, основанных на омике, могут привести к успешному внедрению прецизионной онкологии в практику. Открыть/Комментировать

2022-09-18 13:00:54 ИЗМЕНИТЬ ВОДУ

Вода ‒ не только самая распространенная жидкость на земле, но и самая изучаемая. И чем больше ее исследуют, тем больше новых вопросов появляется. Может ли вода и ее растворы изменять свойства под воздействием внешних физических сил? Как долго эти изменения сохраняются? Существуют ли организмы, которые чувствуют эти изменения? Обладает ли такая вода аномальными эффектами?

Выполнено множество экспериментальных работ, показывающих, что вода, подвергнутая физическому воздействию, может оказывать выраженное влияние на биологические системы.

Подробности: https://uhdilutions.com/library/can-water-be-changed/ Открыть/Комментировать