Įveikiant cheminį iššūkį reikia sukurti geresnį polimero biosensorių

Buvo įveikti keli kritiniai iššūkiai kuriant naujo tipo polimerą, turintį didelį naujos kartos biosensorių potencialą. Kreditas: © 2021 KAUST; Xavieras Pita

Įveikęs cheminį iššūkį valdyti polimero struktūrą, atveria kelią geresniems biosensoriams.

Buvo sukurta nauja organinė (anglies pagrindu pagaminta) puslaidininkinė medžiaga, viršijanti galimybes kurti naujos kartos biosensorius. KAUST vadovaujama tarptautinė tyrimų grupė yra pirmoji, įveikianti kai kuriuos kritinius iššūkius kuriant šį polimerą.

Šiuo metu atliekama daugybė naujo tipo biosensorių, kurie tiesiogiai sąveikauja su kūnu, kad nustatytų pagrindines biochemines medžiagas ir būtų sveikatos ir ligų rodiklis.

„Kad jutiklis būtų suderinamas su kūnu, turime naudoti švelnias organines medžiagas, kurios turi mechaninių savybių, atitinkančių biologinių audinių savybes“, – sako buvęs KAUST grupės tyrėjas Rawadas Hallani. Polimerą jis sukūrė kartu su tyrėjais. Keletas JAV ir JK universitetų

Hallani paaiškino, kad polimeras yra skirtas naudoti prietaisuose, vadinamuose organiniais elektrocheminiais tranzistoriais (OECT). Tokio tipo įtaisams polimeras turėtų leisti specifiniams jonams ir biocheminiams junginiams patekti ir patekti į polimerą, kuris gali moduliuoti jo elektrochemines puslaidininkių savybes. “Nepaisant elektrocheminių savybių, mes jį matuojame kaip OECT išėjimo signalą”, – sako jis.

Komandai teko spręsti daugybę cheminių uždavinių, net ir nedideli polimero struktūros pokyčiai gali turėti reikšmingos įtakos darbui. Daugelis kitų mokslinių tyrimų grupių bandė pagaminti šį specifinį polimerą, tačiau KAUST grupė yra pirmoji, kuriai sekasi.

Jų naujovės yra pagrįstos polimerais, vadinamais polietilenais, kurių cheminės grupės, vadinamos glikoliu, yra prijungtos tiksliai kontroliuojamose vietose. Išmokti valdyti glikolio grupių vietas anksčiau pasiektais būdais buvo pagrindinis pažangos aspektas.

“Sunkiausia yra nustatyti tinkamą polimero dizainą, kuris atitiktų visus jūsų ieškomus kriterijus”, – sako Hallani. “Kartais tai, kas gali optimizuoti medžiagos eksploatacines savybes, gali turėti įtakos stabilumui, todėl taip pat turime atsižvelgti į polimero energines ir elektronines savybes.”

Norint pasiekti tinkamą dizainą, buvo naudojamas sudėtingas skaičiavimo chemijos modeliavimas. Komandai taip pat padėjo atlikti specializuotą rentgeno spindulių sklaidos analizę ir tunelinę elektroninę mikroskopiją, kad būtų galima kontroliuoti polimerų struktūrą. Šie metodai atskleidė, kaip glikolio grupių išsidėstymas paveikė medžiagos mikrostruktūrą ir elektronines savybes.

„Mes džiaugiamės Rawado pažanga polimerų sintezės srityje ir dabar tikimės išbandyti savo naująjį polimerą specialiuose biosensoriuose įrenginiuose“, – sako Iainas McCullochas, KAUST komandos narys, taip pat susijęs su Oksfordo universitetu. Jungtinė Karalystė.

McCullochas sako, kad mokslininkų komanda dabar bando pagerinti polimerų ir iš jų gautų jutiklių stabilumą, kai jie pereina nuo laboratorijos ekspozicijų prie realaus pasaulio programų.

Nuoroda: Rawad K. Hallani, Bryan D. Paulsen, Anthony J. Petty II, Rajendar Sheelamanthula, Maximilian Moser, Karl J. Thorley, Wonil Sohn, Reemo „Regioochemiškai valdomų organinių elektrocheminių tranzistorių efektyvumo didinimas etileno glikolio funkciniuose politofenuose“. ” B. Rashid, Achilleas Savva, Stefania Moro, Joseph P. Parker, Oscar Drury, Maryam Alsufyani, Marios Neophytou, Jan Kosco, Sahika Inal, Giovanni Costantini, Jonathan Rivnay ir Iain McCulloch, 2021 m. Birželio 30 d., Amerikos chemijos draugijos leidinys.
DOI: 10.1021 / jacs.1c03516

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Nuodingos kempinės apsaugo nuodingus paukščius ir varles nuo savo toksinų

Auksinė nuodų varlė, Phyllobates terribilis. Kreditas: Chris Wellner, Smithsonian nacionalinis zoologijos sodas Kalifornijos universiteto, San Francisko (UCSF), Stanfordo universiteto ir Kalifornijos mokslų akademijos (CAS)...

Didelė pažanga švarios energijos kuro elementų reakcijų srityje

Žinant geležies atomų tankį ir vietos dinamiką, pasiekiamas efektyvumo lygis kuro elementų oksidacijos reakcijoje, kuri niekada nebuvo realizuota. Kreditas: Teksaso universitetas Austine /...

Astronomai atranda mažytę uolėtą planetą – tik pusę Veneros masės

Šis grafinis simbolis rodo L 98-59b, vieną iš L 98-59 35 šviesmečių sistemos planetų. Sistemoje yra keturios patvirtintos uolienų planetos, kurios gali atsirasti...

Du antihipertenziniai vaistai apsaugo nuo tos pačios širdies ligos, bet skirtingo šalutinio poveikio

Analizuojant beveik 3 milijonus pacientų, vartojusių pirmuosius kraujospūdį mažinančius vaistus, angiotenzino receptorių blokatoriai (ARB) buvo tokie pat geri kaip ir angiotenziną konvertuojančių fermentų (AKF)...

Ličio jonų akumuliatorių „įkūrėjas“ padeda savo atradimu išspręsti 40 metų senumo problemą

Ličio jonų akumuliatorių su SNS neutronais įkūrėjas patvirtino, kad katodo medžiaga (mėlyna) be ličio niobio oksido (šviesiai žalia) žymiai sumažino pirmojo ciklo energijos nuostolius...

Newsletter

Subscribe to stay updated.