บาคาร่าเว็บตรง ตรวจหาโรคจากหยดน้ำตา การตรวจหาโรคจากหยดน้ำตา: ระบบนาโนเมมเบรนจะแยกเอ็กโซโซมออกจากน้ำตา ทำให้นักวิจัยสามารถวิเคราะห์หาตัวบ่งชี้ทางชีวภาพของโรคได้อย่างรวดเร็ว นักวิจัยในสหรัฐอเมริกาและจีนได้พัฒนาเทคนิคใหม่ในการวินิจฉัยโรคที่เกี่ยวกับดวงตาได้อย่างรวดเร็วและแม่นยำ โดยการตรวจจับลายเซ็นชีวโมเลกุลในน้ำตาของผู้ป่วย
พัฒนาโดยทีมที่นำโดยลุค ลี จากโรงเรียนแพทย์ฮาร์วาร์ด
และเฟยหลิวจากมหาวิทยาลัยการแพทย์เหวินโจว ระบบ iTEARS ใช้เยื่อหุ้มเซลล์ที่มีรูพรุนขนาดนาโนที่สั่นไหวเพื่อแยกโมเลกุลชีวโมเลกุลที่ห่อหุ้มออกจากสิ่งสกปรก ทำให้ง่ายต่อการศึกษาและจำแนกประเภท
ความท้าทายที่สำคัญที่การศึกษาทางคลินิกในปัจจุบันต้องเผชิญคือความจำเป็นในการวินิจฉัยโรคด้วยวิธีที่ไม่รุกราน ข้อมูลอันมีค่าเกี่ยวกับกระบวนการทางชีววิทยาที่หลากหลายสามารถพบได้ในเอ็กโซโซม: โครงสร้างที่ปล่อยออกมาจากเซลล์ที่มีชีวิตเกือบทุกประเภท ซึ่งชีวโมเลกุลที่ซับซ้อน รวมทั้งโปรตีน ลิปิด และกรดนิวคลีอิก ถูกห่อหุ้มไว้ในเปลือกเยื่อหุ้มเซลล์ โดยการศึกษา exosomes เหล่านี้ แพทย์สามารถระบุกระบวนการทางชีววิทยาที่เกี่ยวข้องกับโรคเฉพาะ โดยไม่ต้องใช้วิธีการที่ล่วงล้ำมากขึ้น
แหล่งที่เป็นประโยชน์อย่างยิ่งของ exosomes คือน้ำตาของผู้ป่วย ซึ่งมีส่วนประกอบทางชีวโมเลกุลที่สำคัญร่วมกับเลือดของพวกเขา และยังสามารถเข้าถึงได้ง่ายกว่าของเหลวอื่นๆ ในดวงตาอีกด้วย อย่างไรก็ตาม เทคนิคที่มีอยู่สำหรับการวินิจฉัยผู้ป่วยด้วยวิธีนี้ถูกจำกัดด้วยเวลาดำเนินการที่ยาวนาน ปริมาณตัวอย่างที่น้อย และอัตราการฟื้นตัวจากภายนอกที่ต่ำ
ในการศึกษาของพวกเขา รายงานใน ACS Nano
นักวิจัยได้แนะนำแนวทางใหม่ในการวิเคราะห์หยดน้ำตา ซึ่งมีชื่อว่า “การวิเคราะห์น้ำตา-exosomes ที่รวมเข้าด้วยกันผ่านระบบการแยกอย่างรวดเร็ว” (iTEARS) วิธีแรกของพวกเขาเกี่ยวข้องกับการรวบรวมน้ำตาบนแถบทดสอบที่ไม่รุกรานซึ่งแช่อยู่ในสารละลายเกลือ จากนั้นของเหลวจะไหลผ่านระหว่างเยื่อหุ้มเซลล์ที่มีรูพรุนขนาดนาโนที่มีระยะห่างใกล้เคียงกัน ซึ่งทำจากอะลูมิเนียมออกไซด์
เยื่อหุ้มทั้งสองถูกขับเคลื่อนให้สั่นโดยความแตกต่างของแรงดันระหว่างของเหลวที่อยู่ภายในและช่องว่างภายนอก ในระหว่างการสั่นเหล่านี้ ชิ้นส่วนชีวโมเลกุลขนาดเล็กสามารถทะลุผ่านสิ่งกีดขวางได้ โดยปล่อยให้เอ็กโซโซมติดอยู่ภายใน ต่อจากนั้น ทีมงานสามารถถอดสินค้าของ exosomes ออกจากปลอกเยื่อหุ้มเซลล์พร้อมสำหรับการวิเคราะห์
นักวิจัยได้ใช้ iTEARS เพื่อวิเคราะห์น้ำตาของผู้เข้าร่วมในมนุษย์ – บางคนมีสุขภาพดีและบางคนเป็นโรคที่เกี่ยวข้องกับดวงตา สำหรับผู้ป่วยแต่ละราย เทคนิคนี้ทำให้พวกเขาแยกเอ็กโซโซมบริสุทธิ์ที่ให้ผลผลิตสูงออกจากหยดน้ำตาเพียงไม่กี่หยด (ประมาณ 10 ไมโครลิตร) ภายในเวลาเพียง 5 นาที โดยรวมแล้ว พวกเขาระบุโปรตีนมากกว่า 900 ชนิดในตัวอย่าง
จากจำนวนนี้ พบ 426 ในเอ็กโซโซมที่เกี่ยวข้องกับโรคตาแห้ง ซึ่งเป็นภาวะปกติที่น้ำตาให้การหล่อลื่นดวงตาไม่เพียงพอ นักวิจัยยังสามารถแยกแยะความแตกต่างระหว่างโรคตาแห้ง 2 ชนิดย่อย ซึ่งแต่ละชนิดต้องการการรักษาที่แตกต่างกัน โดยการระบุโปรตีนจำเพาะ 3 ชนิดในน้ำตาของผู้ป่วย
คอนแทคเลนส์ตรวจน้ำตาลกลูโคสในน้ำตา
นอกจากนี้ นักวิจัยพบว่าโมเลกุล RNA ที่เกินสี่ประเภทนั้นบ่งบอกถึงโรคจอประสาทตาจากเบาหวาน ซึ่งเป็นภาวะแทรกซ้อนของโรคเบาหวานที่ทำลายเรตินา จากความสำเร็จในช่วงแรกนี้ พวกเขาหวังว่า iTEARS จะสามารถให้การวินิจฉัยที่รวดเร็ว แม่นยำ และไม่รุกรานสำหรับโรคที่เกี่ยวกับดวงตาและโรคอื่นๆ ที่หลากหลาย
ในการสังเกตอิเล็กตรอนที่ไหลในกระแสน้ำวน นักวิจัยได้สังเคราะห์ผลึกเดี่ยวบริสุทธิ์ของ WTe 2และขจัดสะเก็ดบาง ๆ ของวัสดุ จากนั้นพวกเขาใช้การพิมพ์หินลำแสงอิเล็กตรอนและการแกะสลักด้วยพลาสม่าเพื่อจัดรูปแบบแต่ละเกล็ดให้เป็นช่องแคบและห้องวงกลมสองห้องที่เชื่อมต่อกับด้านข้าง
Amit Aharon-Steinberg สมาชิกในทีมของ Amit Aharon- Steinbergกล่าวว่า “รูปทรงนี้ได้รับการออกแบบมาเพื่อให้แรงเฉือนบังคับของเหลวอิเล็กตรอนในห้องโดยกระแสไฟฟ้าที่ไหลในช่องแคบ” “จากนั้นเราใช้เครื่องสแกนสนามแม่เหล็กที่มีความไวสูง ซึ่งได้รับการออกแบบในห้องปฏิบัติการของเรา ซึ่งจะตรวจจับสนามแม่เหล็กที่เกิดจากกระแสไฟฟ้าที่ไหล”
ในที่สุด นักวิจัยได้สร้างกระแสไฟฟ้าขึ้นใหม่จากภาพสนามแม่เหล็กที่วัดได้ เพื่อเน้นให้เห็นกระแสน้ำวนอย่างชัดเจน
ระบอบอุทกพลศาสตร์
การวิเคราะห์พบว่าอิเล็กตรอนที่ไหลผ่านช่องสัญญาณทำให้อิเล็กตรอนในแต่ละห้องด้านข้างหมุนวนในกระแสน้ำวน ยิ่งไปกว่านั้น กระแสน้ำวนมีให้สำหรับช่องเปิดขนาดเล็กเท่านั้น โดยกระแสน้ำจะเป็นแผ่นเรียบ (นั่นคือ ไม่มีกระแสน้ำวน) สำหรับช่องขนาดใหญ่ ใกล้การเปลี่ยนแปลงของกระแสน้ำวนเป็นลามินาร์ กระแสน้ำวนเดียวในห้องถูกแยกออกเป็นสองลักษณะ – พฤติกรรมที่คาดหวังได้ในระบอบอุทกพลศาสตร์ (คล้ายของเหลว) เท่านั้น
อิเล็กตรอนไหลเหมือนของเหลวในตัวนำยิ่งยวดโลหะ
ผลการวิจัยชี้ให้เห็นว่ากลไกอุทกพลศาสตร์แบบใหม่ในผลึกบริสุทธิ์บางๆ อาจมีอยู่ โดยที่การแพร่กระจายของโมเมนตัมของอิเล็กตรอนสามารถทำได้โดยการกระเจิงในมุมเล็กๆ บนพื้นผิวของวัสดุมากกว่าการกระเจิงของอิเล็กตรอน-อิเล็กตรอนแบบเดิม ซึ่งจะอ่อนมากที่ระดับต่ำ อุณหภูมิ พารา-อุทกพลศาสตร์ที่เกิดจากพื้นผิวนี้ ตามที่นักวิจัยได้ขนานนามว่า ได้แบ่งปันหลายแง่มุมของอุทกพลศาสตร์ทั่วไป รวมถึงกระแสน้ำวน บาคาร่าเว็บตรง
