Команда ученых KAUST разрабатывает носимое устройство с сенсорами для пациентов в группе риска. Девайс оповестит пациентов и врачей о скором наступлении сердечного приступа.
Исследовательская группа использовала недорогую технологию полевого транзистора (FET) в качестве электронного детектора биомаркера кардиального тропонина T (cTnT). Концентрация cTnT в крови растет за 3-4 часа до острой сердечной недостаточности.
Ключевым элементом для устройства FET-cTnT стал сенсорный слой из композитного наноматериала. Материал основан на наностержнях Co3O4 (или оксид кобальта III), на которых ученые нарастили наночастицы золота.
«Комбинация наночастиц золота с наностержнями Co3O4 помогла получить новый нанокомпозит с превосходными сенсорными свойствами», – объяснил Сандип Сурья (Sandeep Surya), соавтор исследования.
Команда создала функциональное FET-устройство путем нанесения покрытых золотом наностержней на проводящий слой углеродных нанотрубок, интегрированных на кремниевый пластинчатый электрод. Последний шаг состоял в том, что ученые покрыли позолоченные наностержни отдельными нитями ДНК, называемыми аптамерами, специально предназначенными для избирательного выявления целевого аналита – cTnT.
Добавление золота в слой наностержней значительно увеличило производительность устройства, повысив чувствительность устройства на 250% по сравнению с не содержащим золота наностержнями Co3O4. Устройство способно обнаружить cTnT при концентрациях до 0,1 микрограмма на миллилитр образца, который был доступен для мониторинга сердечного приступа.
Ученые планируют заменить кремниевую платформу гибким материалом и снизить энергопотребление устройства. Возможно, будет создано гибкое имплантируемое устройство для постоянного мониторинга признаков сердечных приступов.
