Detektor dopamin yang sangat sensitif menggunakan bahan 2D – Sains Terkini

Detektor dopamin supersensitif dapat membantu dalam diagnosis dini beberapa gangguan yang mengakibatkan dopamin terlalu banyak atau terlalu sedikit, menurut sebuah kelompok yang dipimpin oleh Penn State dan termasuk Rensselaer Polytechnic Institute dan universitas di China dan Jepang.

Dopamin adalah neurotransmitter penting yang dapat digunakan untuk mendiagnosis gangguan seperti penyakit Parkinson, penyakit Alzheimer, dan skizofrenia.


"Jika Anda dapat mengembangkan detektor yang sangat sensitif, namun mudah digunakan dan portabel yang dapat mengidentifikasi berbagai konsentrasi dopamin, misalnya dalam keringat, yang dapat membantu dalam pemantauan non-invasif kesehatan individu," kata Aida Ebrahimi, asisten profesor teknik kelistrikan, Penn State, dan penulis terkait pada makalah yang diterbitkan 7 Agustus di Kemajuan Sains.

Pekerjaan mereka menunjukkan bahwa dengan menambahkan sejumlah kecil mangan ke bahan berlapis dua dimensi yang disebut molibdenum disulfida, mereka dapat meningkatkan kepekaan dengan banyak lipat dibandingkan dengan hasil lain yang dilaporkan, sementara juga mencapai spesifisitas tinggi. Yang penting, detektor mereka berbiaya rendah dan fleksibel, serta dapat mendeteksi dopamin di media latar belakang termasuk penyangga, serum dan keringat, dan secara waktu nyata.

"Mengenai metode kami, pengendapan elektrokimia adalah cara baru untuk mengendapkan bahan kimia ini yang sangat sederhana dan terukur," kata Mauricio Terrones, Profesor Fisika, Ilmu Material dan Kimia Verne M. Willaman dan penulis kedua yang terkait. "Angkatan udara tertarik pada neurotransmiter yang merupakan pembuat stres ini. Saya membayangkan ini sebagai sensor yang dapat dipakai."

Humberto Terrones dan kelompoknya, di RPI, melakukan investigasi komputasi yang memungkinkan mereka menjelaskan bagaimana penambahan mangan menghasilkan respon yang lebih baik terhadap dopamin. Pekerjaan eksperimental dilakukan di dalam Center for Atomically Thin Multifunctional Coatings (ATOMIC) di Penn State.

"Menggabungkan hasil eksperimental dengan studi komputasi terbukti sangat berwawasan, dan saya pikir kita semua belajar lebih banyak selama proyek ini karena itu," kata Derrick Butler, salah satu penulis utama makalah dan mahasiswa doktoral di Penn State. "Mengembangkan materi ini dan menerapkannya dengan cara yang dapat meningkatkan kesehatan dan kesejahteraan orang lain membuat pekerjaan itu sangat menyenangkan dan bermanfaat."

Rekan penulis utama, kandidat doktor Yu Lei, menambahkan, "Satu tantangan adalah mengembangkan metode yang dapat diskalakan untuk menjembatani studi fundamental dan aplikasi praktis. Metode kami didasarkan pada elektrodeposisi, yang telah banyak digunakan dalam industri, sehingga menyediakan rute yang dapat diskalakan untuk memfungsikan MoS2 dengan cara yang dapat diskalakan. Selain itu, saya yakin tim multidisiplin ini adalah kunci untuk menemukan cara yang tepat untuk memfungsikan MoS2 untuk deteksi dopamin ultrasensitif. "


Dalam pekerjaan lebih lanjut, kelompok tersebut berharap menemukan kombinasi material lain untuk mendeteksi berbagai biomarker lain dengan spesifisitas sensor mereka saat ini. Membuat "toolkit" yang menggabungkan investigasi eksperimental dengan metode komputasi akan menghasilkan materi baru dengan kemampuan multifungsi. Ini mungkin berguna di luar kesehatan manusia, misalnya, untuk mendeteksi gas berbahaya, kontaminasi air atau agen biodefense.

"Di masa depan, kami dapat membayangkan sensor / aktuator gabungan yang dapat mendeteksi dopamin dan memberikan terapi pada saat yang sama. Sensor tersebut dapat diintegrasikan dengan chip mini untuk integrasi penginderaan, penggerak, kontrol, dan pemrosesan data," kata Ebrahimi.

Referensi:

Bahan disediakan oleh Penn State. Catatan: Konten dapat diedit untuk gaya dan panjangnya.

You may also like...

Leave a Reply

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.