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使用石墨烯检测ALS 其他神经退行性疾病

文章作者:www.cs-vaccine.com发布时间:2019-10-26浏览次数:592

石墨烯有许多奇迹 - 它可以实现柔性电子元件,增强太阳能电池容量,过滤最佳的亚原子粒子并彻底改变电池。根据伊利诺伊大学芝加哥分校的一项新研究,“超级材料”有朝一日可用于检测肌萎缩侧索硬化症,即ALS,一种进行性神经退行性疾病,主要通过排除其他疾病。诊断。 ACS应用材料和接口。

当将来自ALS患者的脑脊液加入到石墨烯中时,与多发性硬化患者的液体相比,石墨烯的振动特性产生显着不同的变化,或者向没有神经退行性疾病的患者添加液体。石墨烯。这些明显的变化准确地预测了液体来自哪个患者 - 一个患有ALS,MS或没有神经退行性疾病。

石墨烯是由碳组成的单原子厚材料。每个碳原子通过化学键与其相邻的碳原子键合。这些键的弹性产生共振,也称为声子,可以非常精确地测量。当分子与石墨烯相互作用时,它以非常特定和可量化的方式改变这些共振振动。

“石墨只有一个原子厚度,所以相反,表面上的分子很大,可以产生石墨烯声子能量的特定变化,我们可以测量,”UIC学院副教授兼化学工程主管Vikas Berry说。工程和论文的作者。石墨烯振动特性的变化取决于添加分子的独特电子特性,称为“偶极矩”。

“通过测量分子引起的石墨烯声子能量的变化,我们可以确定加入石墨烯的分子的偶极矩,”Berry解释说。

Berry和他的同事使用石墨烯来确定脑脊液是来自ALS患者还是多发性硬化症 - 两种进行性神经退行性疾病 - 或来自没有神经退行性疾病的人。由于没有确定的ALS测试,客观的诊断测试将帮助患者开始更快地接受治疗以减缓疾病。

脑脊液来源于人脑和脊髓液资源中心,为死者的体液和组织提供储存。 Berry博士,神经外科助理教授Anic Mehta博士和UIC医学院脊柱肿瘤学主任及其同事测试了七名没有神经退行性疾病的人的脑脊液;来自ALS的13;三,多发性硬化症人和三名患有未知神经退行性疾病的人。

“我们看到石墨烯的声子能量发生了独特而明显的变化,这取决于液体是来自肌萎缩侧索硬化症,多发性硬化症还是没有神经退行性疾病的人,”贝瑞说。 “当我们测试ALS患者的脑脊液时,我们也能够确定该液体来自55岁或以上的人。我们相信,我们看到了我们选择的老年和年轻ALS患者之间的差异。这是由与遗传性肌萎缩侧索硬化症相关的独特生化标志物驱动的,其通常在55岁之前产生症状,并且所谓的散发性肌萎缩侧索硬化症,其发生在晚年。

Berry认为,石墨烯正在绘制一种独特的生物标志物 - 蛋白质和其他生物分子的组合 - 存在于患有不同疾病的个体的脑脊液中。

“石墨烯的电子特性已经得到了广泛的研究,但直到最近我们才开始研究它的声学特性,作为一种检测疾病的方法,”贝瑞说。 “石墨烯是一种极其通用且准确的探测器,可用于检测脑脊液中的生物信号和全细胞中发现的疾病。”