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プラスチックトランジスタが生化学信号を増幅

10.04.2023

私たちの体の分子は常に通信しています。これらの分子のいくつかは、傷がどのように治癒しているか、がん治療が機能しているかどうか、またはウイルスが体内に侵入しているかどうかを示す生化学的フィンガープリントを提供します。これらの信号を高感度でリアルタイムに感知できれば、健康上の問題をより迅速に認識し、病気の進行を監視できるようになります。

現在、ノースウェスタン大学の研究者は、体内の会話を盗聴しやすくする新しい技術を開発しました。

体の化学信号は信じられないほど弱いため、検出と分析が困難ですが、科学者は信号を 1000 倍以上に増幅する新しい方法を開発しました。電子機器の構成要素であるトランジスタは、弱い信号を増幅して増幅出力を提供できます。新しいアプローチにより、複雑で面倒な電子機器を使用せずに信号検出が簡素化されます。

弱い生化学的シグナルを増幅することにより、この新しいアプローチは、現代医学をオンサイト診断とリアルタイムの疾患モニタリングに一歩近づけます。

それらは診断と治療の可能性に満ちた重要な情報を伝えますが、多くの化学センサーは弱い信号を提供します。実際、医療専門家は、サンプル (血液、汗、唾液) を採取してハイテクの実験装置に通さない限り、これらの信号を解読できないことがよくあります。通常、この機器は高価であり、オフサイトに配置されることさえあります。また、結果が返されるまでに耐えられないほど長い時間がかかる場合があります。しかし、Rivne のチームは、体から離れることなく、これらの隠された信号を感じて増幅するよう努めています。

他の科学者は、特定の標的に結合するように設計された DNA の一本鎖であるアプタマーを使用して、バイオセンサー用の電気化学センサーを調査しました。興味深い標的への結合に成功した後、アプタマーは電子スイッチとして機能し、電気化学シグナルをトリガーする新しい構造に折り畳まれます。しかし、アプタマーだけでは、理想的で十分に制御された条件下でテストしない限り、信号はしばしば弱く、ノイズや歪みの影響を非常に受けやすくなります。

この問題を回避するために、Rivnay チームは、従来の電極ベースのセンサーに基づく増幅器を装備し、弱い生化学信号を感知して増幅できる新しいアーキテクチャの電気化学トランジスタベースのセンサーを開発しました。この新しいデバイスは信号を感知するために電極を使用しますが、隣接するトランジスタは信号を増幅するためにそこにあります。研究者は、増幅された信号の安定性と信頼性を高めるために、組み込みの薄膜参照電極も含めました。

新しい技術をテストするために、Rivnay のチームは、免疫応答を調節し、組織の修復と再生に関与するシグナル伝達タンパク質の一種である一般的なサイトカインに目を向けました。専門家は、傷の近くにある特定のサイトカインの濃度を測定することで、新しい感染症やその他の医療介入があるかどうかにかかわらず、傷の治癒の速さを評価できます。

一連の実験で、Rovnay と彼のチームは、従来の電極ベースのアプタマー検出方法と比較して、サイトカインシグナルを XNUMX ～ XNUMX 桁増強することができました。この技術はサイトカインシグナル伝達実験で良好な結果を示していますが、検出回路が電気化学レポーターを使用する場合、抗体、ホルモン、または薬物を含むあらゆる分子または化学物質からのシグナルを増幅できるはずです。

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科学技術の最新ニュース、新しい電子機器：

量子もつれのエントロピー則の存在が証明された 09.05.2024

量子力学は、その神秘的な現象や予期せぬ発見で私たちを驚かせ続けています。最近、理化学研究所量子コンピューティングセンターの Bartosz Regula 氏とアムステルダム大学の Ludovico Lamy 氏が、量子もつれとそのエントロピーとの関係に関する新しい発見を発表しました。量子もつれは、現代の量子情報科学技術において重要な役割を果たしています。ただし、その構造は複雑であるため、理解と管理が困難になります。レグルスとラミーの発見は、量子のもつれが古典系と同様のエントロピー規則に従うことを示しています。この発見は、量子情報科学技術の分野に新たな視点をもたらし、量子のもつれと熱力学との関係についての理解を深めます。研究結果は、もつれ変換の可逆性の可能性を示しており、これにより、さまざまな量子技術での使用が大幅に簡素化される可能性があります。新しいルールを開く ... >>

ミニエアコンソニーレオンポケット5 09.05.2024

夏はリラックスしたり旅行したりするのに最適な時期ですが、多くの場合、暑さが耐え難い苦痛に変わることがあります。ソニーの新製品、Reon Pocket 5 ミニエアコンをご紹介します。ユーザーにとって夏をより快適にすることを約束します。ソニーは、暑い日に体を冷やすユニークなデバイス、Reon Pocket 5 ミニコンディショナーを導入しました。首にかけるだけでいつでもどこでも涼しさを楽しめます。運転モードの自動調整と温度・湿度センサーを搭載したミニエアコンです。革新的なテクノロジーのおかげで、Reon Pocket 5 はユーザーのアクティビティや環境条件に応じて動作を調整します。ユーザーはBluetooth経由で接続された専用モバイルアプリを使用して簡単に温度を調整できます。さらに、ミニコンディショナーを取り付けられる、便利な特別デザインのTシャツとショーツも用意されています。デバイスはああ、 ... >>

スターシップのための宇宙からのエネルギー 08.05.2024

新技術の出現と宇宙計画の発展により、宇宙での太陽エネルギーの生産がより実現可能になってきています。スタートアップ企業のトップである Virtus Solis は、SpaceX の Starship を使用して地球に電力を供給できる軌道上発電所を構築するというビジョンを共有しました。スタートアップ企業のVirtus Solisは、SpaceXのStarshipを利用して軌道上に発電所を建設するという野心的なプロジェクトを発表した。このアイデアは太陽エネルギー生産の分野を大きく変え、より利用しやすく、より安価になる可能性があります。このスタートアップの計画の中核は、Starshipを使って衛星を宇宙に打ち上げるコストを削減することだ。この技術的進歩により、宇宙での太陽エネルギー生産は従来のエネルギー源と比べてより競争力のあるものになると期待されています。 Virtual Solis は、Starship を使用して必要な機器を配送し、軌道上に大型太陽光発電パネルを構築することを計画しています。ただし、重要な課題の 1 つは、 ... >>

強力なバッテリーを作成する新しい方法 08.05.2024

技術の発展とエレクトロニクスの使用拡大に伴い、効率的で安全なエネルギー源を作り出すという問題はますます緊急になっています。クイーンズランド大学の研究者らは、エネルギー産業の状況を変える可能性のある高出力亜鉛ベース電池を開発するための新しいアプローチを発表した。従来の水ベースの充電式電池の主な問題の 1 つは電圧が低いことであり、そのため最新の機器での使用が制限されていました。しかし、科学者によって開発された新しい方法のおかげで、この欠点は見事に克服されました。研究の一環として、科学者たちは特別な有機化合物であるカテコールに注目しました。これは、バッテリーの安定性を向上させ、効率を高めることができる重要なコンポーネントであることが判明しました。このアプローチにより、亜鉛イオン電池の電圧が大幅に向上し、競争力が高まりました。科学者によると、このようなバッテリーにはいくつかの利点があります。彼らはbを持っています ... >>

温かいビールのアルコール度数 07.05.2024

最も一般的なアルコール飲料の 1 つであるビールは、飲む温度によって変化する独自の味を持っています。国際的な科学者チームによる新しい研究で、ビールの温度がアルコールの味の知覚に大きな影響を与えることが判明しました。材料科学者のレイ・ジャン氏が主導したこの研究では、温度が異なるとエタノールと水分子が異なる種類のクラスターを形成し、それがアルコールの味の知覚に影響を与えることが判明した。低温ではより多くのピラミッド状のクラスターが形成され、「エタノール」の辛味が軽減され、飲み物のアルコール感が軽減されます。逆に温度が上がるとクラスターが鎖状になり、アルコール感が強くなります。これは、白酒などの一部のアルコール飲料の味が温度によって変化する理由を説明します。得られたデータは飲料メーカーに新たな可能性をもたらします。 ... >>

アーカイブからのランダムなニュース

早歩きで長生きできる 10.06.2018

シドニー大学の研究によると、平均的なペースで歩くと、遅いペースで歩く場合に比べて、全死亡率が 20% 低下することがわかりました。速いペースで歩くと、リスクが 24% 減少します。これとは別に、心血管疾患による死亡リスクが計算されました。同時に、平均的なペースで歩くとリスクが 24% 減少し、速いペースで歩くとリスクが 21% 減少しました。

ウォーキングの効果は、高齢者グループで最も顕著であることがわかりました。 60 歳以上の人は、適度なペースで歩くことで心血管疾患による死亡リスクを 46%、速いペースで歩くことで 53% 減らすことができます。

「通常、速いペースは時速 XNUMX ～ XNUMX キロメートルですが、これはその人の体調にもよります。別の指標としては、息切れや汗をかいて維持する程度のペースで歩くことです」研究の筆頭著者である、シドニーのセンターチャールズパーキンス大学および公衆衛生学部のエマニュエルスタマタキス教授は、次のように説明しています。

これに先立ち、歩幅と死亡リスクの関係は個別に研究されていませんでした。スタマタキス教授は、「歩行速度は全死因死亡のリスクと関連しているが、その特定の役割は、人が行う全体的な身体活動とは無関係であり、これまでほとんど注目されていなかった. 「身体活動のある特定の側面の影響を分析し、早死のリスクとの潜在的な因果関係を発見することは困難です」と教授は説明しました.

最新の研究は、11 年から 1994 年の間にイングランドとスコットランドで行われた 2008 の人口調査のデータに基づいており、参加者は自分の歩数を自己申告しました。次に、研究チームは、すべての身体活動の総量と強度、年齢、性別、体格指数などの要因を調整しました。歩くペースは、死亡リスクの低下と関連していることが判明しました。同時に、性別と体格指数は結果に影響しませんでした。

科学者は、早歩きは適度なペースで歩くことを推奨しており、公衆衛生キャンペーンを通じてこの考えを広めています。

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