99 proc. patikimumas. Šis drugys mokslui gali padėti greičiau aptikti vėžį

Jutiklio konstrukcijoje naudojami vienas ant kito sudėti fotodiodai ir perovskitiniai nanokristalai (PNC), galintys atvaizduoti skirtingo ilgio bangas UV diapazone. Naudojant biomedicininių žymenų, tokių kaip aminorūgštys, spektrinius požymius, ši naujoji vaizdavimo technologija net su 99 proc. patikimumu gali atskirti vėžines ląsteles nuo normalių ląstelių.

Šis naujas tyrimas, kuriam vadovavo Ilinojaus universiteto Urbana-Šampeinėje elektros ir kompiuterių inžinerijos profesorius Viktoras Gruevas ir bioinžinerijos profesorius Shumingas Nie, neseniai buvo paskelbtas žurnale „Science Advances“.

Mūsų planetoje yra daugybė būtybių, turinčių pažangesnius pojūčius nei žmonės. Vėžliai gali jausti Žemės magnetinį lauką. Krevetės maldininkės gali aptikti poliarizuotą šviesą. Drambliai girdi daug žemesnius dažnius nei žmonės. Drugeliai gali suvokti platesnį spalvų spektrą, įskaitant ultravioletinę (UV) šviesą.

„Įkvėpimo sėmėmės iš drugelių, kurie sugeba suvokti kelias UV spektro sritis, regos sistemos ir sukūrėme kamerą, kuri atkartoja šią funkciją. Tai padarėme naudodami naujus perovskito nanokristalus, sujungtus su silicio vaizdavimo technologija ir ši naujoji kameros technologija gali aptikti kelias UV spektro sritis“, – teigė V. Grujevas.

UV šviesa – tai elektromagnetinė spinduliuotė, kurios bangos ilgis trumpesnis už regimosios šviesos bangos ilgį. Geriausiai žinome apie saulės skleidžiamą UV spinduliuotę ir jos keliamą pavojų žmonių sveikatai. UV spinduliuotė skirstoma į tris skirtingus regionus – UVA, UVB ir UVC – pagal skirtingus bangos ilgio diapazonus. Kadangi žmonės nemato UV spinduliuotės, sudėtinga užfiksuoti informaciją apie UV spinduliuotę, ypač atskirti nedidelius skirtumus tarp kiekvieno regiono, rašo portalas „EurekaAlert“.

Tačiau drugeliai mato šiuos nedidelius UV spektro skirtumus, panašiai kaip žmonės mato mėlynos ir žalios spalvos atspalvius.

Žmonės turi trichromatinį regėjimą su trimis fotoreceptoriais, kai kiekviena suvokiama spalva gali būti sudaryta iš raudonos, žalios ir mėlynos spalvų derinio. Tačiau drugeliai turi sudėtines akis su šešiomis (ar daugiau) fotoreceptorių klasėmis, turinčiomis skirtingą spektrinį jautrumą.

Be didesnio fotoreceptorių skaičiaus, drugeliai taip pat pasižymi unikalia daugiapakope fotoreceptorių struktūra. Siekdama atkartoti drugelio Papilio xuthus UV spindulių jutimo mechanizmą, Ilinojaus universiteto tyrėjų komanda imitavo šį procesą, derindama ploną PNC sluoksnį su pakopiniu silicio fotodiodų masyvu, rašo portalas „EurekaAlert“.

V. Gruevas, S. Nie ir jų bendra tyrimų grupė numato, kad šį jutiklį bus galima naudoti chirurginių operacijų metu. Vienas didžiausių iššūkių – žinoti, kiek audinio reikia pašalinti, kad būtų užtikrintos aiškios operacijos ribos, o toks jutiklis gali padėti lengviau priimti sprendimus, kai chirurgas šalina vėžinį naviką.

„Ši nauja vaizdavimo technologija leidžia mums atskirti vėžines ląsteles nuo sveikų ir atveria naujas ir įdomias taikymo sritis ne tik sveikatos srityje“, – S.Nie cituoja portalas „EurekaAlert“.