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Ultraschall-Nanotechnologie zum Sehen in Zellen

Ultraschall-Nanotechnologie zum Sehen in Zellen

Wissenschaftler der University of Nottingham entwickeln eine revolutionäre Ultraschall-Nanotechnologie, die es ermöglichen könnte, in einzelne Zellen eines Patienten zu sehen, um bei der Diagnose schwerer Krankheiten zu helfen.

Die neue Technik würde die Ultraschalltechnologie verwenden - am häufigsten zur Visualisierung ganzer Körper, wie beim fetalen Ultraschall -, um in Zellen zu sehen. Die Komponenten der neuen Technologie wären viele tausend Mal kleiner als die der aktuellen Systeme.

Die Technologie wäre klein genug, um es Wissenschaftlern zu ermöglichen, in einzelne Zellen des menschlichen Körpers zu schauen und Bilder von ihnen aufzunehmen, was unser Verständnis der Struktur und Funktion von Zellen fördern und dazu beitragen könnte, Anomalien bei der Diagnose schwerwiegender Krankheiten zu erkennen. wie einige Krebsarten.

Die Arbeit der Ultraschallgruppe der Abteilung für Optik und elektrische Systeme wurde als so potenziell innovativ angesehen, dass der EPSRC (Forschungsrat für Ingenieurwissenschaften und Physikalische Wissenschaften) kürzlich einen Zuschuss von fünf Jahren und 850.000 Pfund (ca. 978.000 €) gewährt hat.

Ultraschall bezieht sich auf Schallwellen mit einer Frequenz, die zu hoch ist, um vom menschlichen Ohr erfasst zu werden, typischerweise 20 kHz und höher. Medizinischer Ultraschall verwendet einen elektrischen Wandler von der Größe einer Streichholzschachtel, um Schallwellen mit noch höheren Frequenzen zu erzeugen, die normalerweise etwa 100-1000-mal höher sind, um Körper abzutasten.

Die Nottingham-Forscher wollen eine Miniaturversion dieser Technologie entwickeln, deren Wandler so klein sind, dass sie 500 über die Breite eines menschlichen Haares passen und Schallwellen mit Frequenzen erzeugen würden, die tausendmal höher sind als die vorherigen, dh in der GHz-Bereich.

Dr. Matt Clark von der Ultrasound Group bemerkte: „Durch die Untersuchung der mechanischen Eigenschaften des Inneren einer Zelle erhalten wir eine enorme Menge an Informationen über ihre Struktur und ihre Funktionsweise. Aber es ist ein Sprung ins Unbekannte, wie es noch nie zuvor erreicht wurde.

„Einer der Gründe dafür ist, dass es enorme mechanische Schwierigkeiten gibt. Um Nano-Ultraschall zu erzeugen, müssen Sie Nano-Wandler erstellen, bei denen ein Gerät, das derzeit die Größe einer Streichholzschachtel hat, auf die Nanoskala reduziert wird. Wie verbinden wir ein Kabel mit etwas so Kleinem? “, Fügte er hinzu. "Unsere Antwort auf einige dieser Herausforderungen besteht darin, ein optisch funktionierendes Gerät zu entwickeln, bei dem zur Erzeugung des Ultraschalls Laserlichtimpulse anstelle von elektrischem Strom verwendet werden."

Die neue Technologie könnte es Wissenschaftlern ermöglichen, Objekte zu sehen, die noch kleiner sind als mit Lichtmikroskopen, und so empfindlich werden, dass sie einzelne Moleküle messen können.

Quelle: Science Daily


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