(Phys.org) -- Een multidisciplinair team van de Universiteit van Texas in Arlington heeft een bedrag van $ 360 ontvangen, 000 subsidie ​​van de National Science Foundation voor het bouwen van kunstmatige nanoporiën gemaakt van silicium die "slechte moleculen" kunnen detecteren als een zeer vroege indicatie van kanker en andere ziekten.

Samir Iqbal, een universitair docent Elektrotechniek die zich richt op nanotechnologie, leidt het project. Hij werkt samen met Purnendu “Sandy” Dasgupta, de Jenkins Garrett hoogleraar scheikunde en biochemie, en Richard Timmons, een Distinguished Professor in de chemie.

Nanoporiën zijn kleine openingen van ongeveer 1, 000 keer kleiner dan een menselijke porie op de huid of een mensenhaar, gemaakt in zeer dunne siliciumchips. De siliciumchips zijn hetzelfde materiaal in computerprocessors en geheugens.

Het team van Iqbal zal monsters van menselijk bloed door deze kunstmatig gecreëerde nanoporiën in een siliciumchip laten lopen en vastleggen hoe de samenstelling kan veranderen als functie van ziekte.

Onderzoekers zullen de reactie tussen ionen van bloed en nanoporiën meten en de gegevens vergelijken met andere niet-reactieve nanoporiën, die abnormale niveaus van bepaalde chemicaliën zal bepalen die aangeven of een ziekte op moleculair niveau aanwezig is.

“We kennen veel varianten van bepaalde chemicaliën zoals enantiomeren, of de abnormale hoeveelheden van bepaalde chemicaliën zoals cholesterol. Deze chemicaliën vertellen ons of iemand aan bepaalde ziekten lijdt, ' zei Iqbal. “Nu zullen we deze varianten in extreem kleine hoeveelheden en in een draagbaar systeemformaat kunnen detecteren. We zullen zelfs een paar honderd kopieën van slechte moleculen kunnen detecteren om risico's op ziekten zoals kanker te identificeren. Dat is heel, zeer vroege detectie.”

Enantiomeren zijn spiegelbeeldige optische isomeren of verbindingen met dezelfde molecuulformule maar met verschillende structurele vormen, zoals een paar menselijke handen. Het zijn spiegelbeelden van elkaar, maar niet over elkaar heen te leggen.

Een ander voorbeeld is thalidomide, een medicijn dat eind jaren vijftig werd geïntroduceerd om ochtendmisselijkheid bij zwangere vrouwen te behandelen. Eén enantiomeer van het medicijn bleek een goed kalmerend middel te zijn tegen ochtendmisselijkheid. Het spiegelbeeld van die enantiomeer, aanwezig in de medicijnformulering, echter, veroorzaakte geboorteafwijkingen, waardoor het medicijn van de markt wordt gehaald.

Door het nieuwe onderzoek Iqbal en zijn collega's zouden soortgelijke verschillen op moleculair niveau kunnen vaststellen, voordat de slechte varianten van nieuwe moleculen verwoestende effecten veroorzaken.

Met de hulp van de nanoporiën, onderzoekers zullen kunnen identificeren hoe kanker eruit ziet op moleculair niveau. Daar ligt de expertise van de twee UT Arlington-chemici, zei Iqbal.

Timmons heeft expertise in het inbrengen van chemicaliën in de nanoporiën. Dasgupta's expertise ligt in het detecteren van chemicaliën in sporenhoeveelheden.

“Het is opwindend dat we een klein breed toepasbaar platform kunnen hebben dat op verschillende gebieden kan worden gebruikt, ' zei Dasgupta.

Teamleden zeiden dat er ook crossover-toepassingen voor de technologie bestaan. Bijvoorbeeld, de detectie van nanoporiëntechnologie kan worden toegepast om de lucht- of waterkwaliteit te meten.

“Nogmaals, hoe eerder we weten of een water- of luchtbron vervuild is, hoe beter de mensen die er wonen zullen zijn, ' zei Iqbal.

Caroline Cason, UT Arlington's interim vice-president voor onderzoek, zei dat dergelijk gezamenlijk onderzoek de missie van de universiteit bevordert.

“Het vertelt iedereen hier dat we de middelen die ons ter beschikking staan ​​kunnen gebruiken om echte gezondheidsproblemen op te lossen, ’ zei Cason. "Dit onderzoek heeft gezondheidsgerelateerde gevolgen die in de hele industrie voelbaar zijn."