질병 진단을 위한 3D 나노로봇 - Xiaolong Yang - Brock University
주로 폐에 영향을 미치는 세균성 질병인 결핵은 미국에서는 그다지 흔하지 않습니다. 평균적으로 인구 3억 2,570만 명의 국가에서 매년 10,000건 미만의 사례가 보고됩니다. 그러나 개발도상국에서는 이야기가 다릅니다. 결핵 발병 및 사망의 95% 이상이 이들 국가에서 발생하며, 대부분의 환자는 가장 생산적인 시기의 성인입니다.
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결핵은 올바른 약물로 치료할 수 있지만 몇 가지 큰 장애물이 있습니다. 가장 큰 것 중 하나는 약물 내성 결핵균의 수가 증가하고 있다는 것입니다. 캐나다 온타리오 주 브록 대학교(Brock University)의 연구원들이 이를 돕기 위해 노력해 왔습니다. 이러한 목표를 염두에 두고 그들은 개발했습니다. 미세한 나노봇 혈액 샘플에 결핵균뿐만 아니라 약물 내성을 만드는 데 필요한 돌연변이가 있는 박테리아도 포함되어 있는지 여부를 확인할 수 있습니다.
이 나노봇은 약물 내성 결핵을 테스트하는 데 걸리는 시간을 최대 6주에서 단 몇 시간으로 단축합니다. 더 빠른 진단은 더 정확하고 더 나은 치료로 이어질 수 있을 뿐만 아니라 약물 내성 균주의 위협과 확산을 줄일 수 있습니다.
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"우리가 개발한 것은 높은 민감도와 특이도로 질병 바이오마커를 탐지하는 나노 규모의 기계입니다." 리 펑, Brock University 화학과 조교수는 Digital Trends에 말했습니다. “구체적으로 이 기계는 20nm 금 나노입자에 수백 개의 합성 DNA 분자를 화학적으로 부착하여 만들어졌습니다. 합성 DNA 분자의 서열은 나노머신이 단일 뉴클레오티드 돌연변이를 구별할 수 있도록 컴퓨터 시뮬레이션을 사용하여 설계되었습니다. [이것은] 약물 내성 감염 및 암과 같은 질병에 대한 중요한 유전적 표지입니다.”
나노봇을 인간의 혈액에서 추출한 혈청에 떨어뜨렸을 때, 샘플에 약물 내성 결핵균이 포함되어 있는 것으로 밝혀지면 빛을 발하게 됩니다. 샘플에 질병이 없으면 로봇은 꺼진 상태로 유지됩니다.
그러나 이 솔루션은 스마트하지만 개발도상국에서 비용 효과적인 방식으로 확장할 수 없다면 적용이 제한될 것입니다. Li는 기술이 아직 매우 초기 단계에 있지만 확장성과 비용이 가장 중요하다고 말했습니다. "우리는 이 기술을 계속 개선할 것이며 가까운 미래에 개발도상국의 환자들에게 도움이 될 수 있기를 바랍니다"라고 Li는 계속 말했습니다.
작업을 설명하는 논문은 다음과 같습니다. 최근 화학 과학 저널에 게재됨.
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