Pegar precocemente doenças mortais como o câncer é a chave para melhorar as chances de sobrevivência dos pacientes. Contudo, doenças são muito mais difíceis de diagnosticar em seus estágios preliminares porque as pessoas muitas vezes ainda não desenvolveram sintomas e apenas vestígios podem ser encontrados em seus corpos.

Pesquisadores da Escola de Engenharia Cockrell querem tornar mais fácil pegar doenças no início do processo, melhorando as perspectivas do paciente e aliviando parte da carga do sistema médico. Os pesquisadores criaram uma abordagem usando um nanosensor para acelerar a detecção de vestígios de biomarcadores para o diagnóstico precoce de doenças, ao mesmo tempo em que mantém altos níveis de sensibilidade.

"É muito importante detectar doenças precocemente e com precisão, e para fazer isso você precisa ser capaz de encontrar concentrações muito baixas de biomarcadores, "disse Donglei (Emma) Fan, professor associado do Departamento de Engenharia Mecânica Walker, que liderou a pesquisa publicada recentemente na revista ACS Nano . "E as pessoas querem saber seus resultados rapidamente e não precisam esperar horas ou dias."

Fan imagina que sua abordagem poderia ajudar a testes rápidos de doenças que as pessoas podem fazer em casa ou no trabalho, mantê-los fora de consultórios médicos e hospitais desnecessariamente. Em um ambiente hospitalar, acelerar os testes permite que a equipe médica recupere grandes lotes de diagnósticos em horas, em vez de dias.

"Todo mundo pode ser seu próprio enfermeiro até certo ponto, e então, se houver algum problema, eles podem falar com um médico, "Fan disse.

Sensores super pequenos são importantes para o diagnóstico de doenças, mas eles enfrentam problemas. Quanto menor o sensor, mais responsivo ele é às moléculas minúsculas. Mas a compensação pela sensibilidade é um tempo de retorno mais lento. Quanto mais tempo leva para o sensor se conectar e identificar as moléculas, quanto maior o risco de contaminação, potencialmente diminuindo a precisão do teste.

A abordagem de detecção de Fan visa resolver o problema desafiador de detecção lenta com ultrapequenos, altamente sensível. A abordagem aumenta a velocidade de um teste em quatro vezes em comparação com as técnicas comuns de detecção. A técnica de Fan pode reduzir uma detecção de uma hora ou algumas horas para uma questão de minutos.

E a chave para essa inovação vem através da motorização do sensor. Adicionar movimento girando o dispositivo move a amostra de líquido ao redor, tornando muito mais rápido o contato entre moléculas e sensores.

A equipe está publicando suas metodologias com a esperança de que outros pesquisadores e fabricantes utilizem as informações para aprimorar seus sensores. Fan disse que a tecnologia pode ser aplicável a qualquer tipo de sensor e qualquer instância de detecção de moléculas em uma solução líquida, incluindo coisas como perícia forense da cena do crime para encontrar DNA.

Este projeto está em linha com a pesquisa de Fan, descoberta, e desenvolvimento de micro / nanomotores e máquinas. Dois anos atrás, sua equipe desenvolveu um método inédito para nanomotores elétricos controlados por luz.

Fan observa que a equipe tem mais trabalho a fazer, e sua próxima etapa é acelerar o motor enquanto mantém o controle, o que deve reduzir ainda mais o tempo de execução do teste.

“O que demonstramos não é o limite, "Fan disse." Se girarmos o sensor mais rápido, podemos obter uma detecção ainda mais rápida. "