Chronische ijzeronevenwichtigheden - met te weinig of te veel ijzer in het bloed - kan leiden tot medische aandoeningen variërend van bloedarmoede en hemochromatose tot ernstigere ziekten, zoals kanker, De ziekte van Parkinson en de ziekte van Alzheimer.

Hemochromatose is een van de meest voorkomende erfelijke ziekten in Australië en het Australische Bureau voor de Statistiek schat er ongeveer 780, 000 mensen leven met bloedarmoede.

School voor biomedische technologie Ph.D. kandidaat en studentambassadeur van het Sydney Nano Institute, Pooria Lesani, die zijn studie doet onder toezicht van professor Hala Zreiqat en Dr. Zufu Lu, heeft een multifunctionele bio-sonde op nanoschaal ontwikkeld waarmee onderzoekers ijzeraandoeningen in cellen nauwkeurig kunnen volgen, zakdoek, en lichaamsvloeistoffen zo klein als 1/1000ste van een millimol.

De test is gevoeliger en specifieker dan bloedonderzoek dat momenteel wordt gebruikt om ijzerstoornissen op te sporen, die beginnen bij zeer laag, concentraties op celniveau.

Met behulp van nieuwe op koolstof gebaseerde fluorescerende bio-nanoprobe-technologie, de test, die niet-invasieve subcutane of intraveneuze injecties omvat, zorgt voor een nauwkeuriger diagnose van de ziekte vóór het begin van de symptomen, mogelijk een vroege behandeling en preventie van ernstigere ziekten mogelijk maken.

"Meer dan 30% van de wereldbevolking leeft met een ijzertekort, die na verloop van tijd kan leiden tot bepaalde vormen van kanker, evenals de ziekte van Parkinson en de ziekte van Alzheimer, " zei de heer Lesani van de Tissue Engineering and Biomaterials Research Unit en het ARC Center for Innovative BioEngineering.

"De huidige testmethoden kunnen complex en tijdrovend zijn. Om dit tegen te gaan, en om de vroege opsporing van ernstige ziekten mogelijk te maken, we hebben een hypergevoelige en kostenefficiënte huidtesttechniek ontwikkeld om ijzer in lichaamscellen en weefsels op te sporen.

"Onze meest recente tests toonden een snelle detectie van vrije ijzerionen aan met een opmerkelijk hoge gevoeligheid. IJzer kon worden gedetecteerd in concentraties in het bereik van delen per miljard, een snelheid die tien keer kleiner is dan eerdere nano-sondes.

"Onze sensor is multifunctioneel en kan worden toegepast op diepe weefselbeeldvorming, met een kleine sonde die de structuur van complexe biologische weefsels en synthetische steigers kan visualiseren."

Getest op varkenshuid, de nanosonde presteerde beter dan de huidige technieken voor diepe weefselbeeldvorming, en drong snel door in biologisch weefsel tot een diepte van 280 micrometer en bleef detecteerbaar tot een diepte van maximaal 3, 000 micrometer - ongeveer drie millimeter - in synthetisch weefsel.

Het team wil de nanosonde testen in grotere diermodellen, en andere manieren onderzoeken waarop het kan worden gebruikt om de structuur van complexe biologische weefsels te bepalen.

We hopen de nanosonde te integreren in een "lab-on-a-chip"-detectiesysteem - een draagbaar, diagnostisch hulpmiddel voor bloedonderzoek waarmee clinici de gezondheid van hun patiënten op afstand kunnen volgen.

"Lab-on-a-chip-systemen zijn relatief eenvoudig te bedienen en vereisen slechts kleine bloedvolumemonsters van de patiënt om een ​​nauwkeurig inzicht te krijgen in mogelijke ferri-ionstoornissen in het lichaam, hulp bij vroegtijdige interventie en preventie van ziekten, " hij zei.

De nanosensoren kunnen ook gemaakt worden van agrarische en petrochemische afvalproducten, zorgen voor lage kosten, duurzame productie.