شبکه‌های زیستی سه‌بعدی و افزایش توانایی حسگری تا ۱۰۰ برابر

تحقیقات جدید نشان می‌دهد که شبکه‌های زیستی سه‌بعدی، تولید شده با میکروآرایه‌های چروکیده فاژی، توانایی حس‌گری را ۱۰۰ برابر افزایش داده و می‌توانند با دقت بالایی باکتری‌ها را در نمونه‌های آب آلوده شناسایی کنند.

به گزارش مجله خبری نگار/ایمنا، تحقیقات جدید در زمینه مواد زیست‌عملکردی، پیشرفت چشمگیری را در استفاده از مواد زیستی در زمینه‌های مختلف شیمی، داروسازی، و حس‌گر‌های زیستی به ارمغان آورده است. در این مطالعه، یک تیم تحقیقاتی به‌طور نوآورانه از میکروآرایه‌های زیستی فوق‌تخلخل با استفاده از فاژ‌ها برای ایجاد شبکه‌های نانو سه‌بعدی سلسله‌مراتبی بهره برده‌است. این شبکه‌ها از ویژگی‌های منحصر به فردی برخوردارند که می‌توانند در توسعه فناوری‌های زیستی و حس‌گر‌های تشخیصی نقش بسزایی داشته باشند.

در این تحقیق، پژوهشگران با استفاده از روش انقباض بستر مستقل از گرما و حلال، قادر به ساخت مواد چروکیده سه‌بعدی از میکروآرایه‌های فاژ شده‌است، این روش که با استفاده از فشار بالای دی‌اکسید کربن (HPCD) اعمال می‌شود، موفق به تولید الگو‌های چروکیده متنوع و دقیق بر روی مواد نرم می‌شود. این تکنیک به‌ویژه برای مواد زیستی حساس به حرارت و حلال‌ها که روش‌های سنتی قادر به استفاده از آنها نبوده‌اند، مؤثر واقع شده است. نانو رشته‌های فاژ (با عرض ۷ نانومتر) به‌طور خودکار به بسته‌هایی زیر میکرونی (عرض ۱۰۰ نانومتر) مرتب می‌شوند که در نتیجه چروک‌هایی در مقیاس میکرو (عرض ۰.۷ تا ۵.۰ میکرومتر) ایجاد می‌کنند.

نتیجه نهایی این فرایند، ساختار‌های نانو شبکه سلسله‌مراتبی چهار سطحی است که از ویژگی‌های فوق‌العاده‌ای برخوردارند. این ساختار‌ها قادر به بهینه‌سازی ویژگی‌های بیولوژیکی مواد، به‌ویژه برای حس‌گر‌های باکتری هستند. به عنوان مثال، این شبکه‌ها به‌طور خاص برای ساخت تراشه‌های حس‌گر باکتری به‌کار رفته‌اند که قابلیت تشخیص باکتری‌ها را به‌ویژه در نمونه‌های آب آلوده افزایش می‌دهند.

یکی از کاربرد‌های جذاب این تحقیق در زمینه حس‌گر‌های باکتری است، تراشه‌های حس‌گر ساخته شده با ریزآرایه‌های فاژی سه‌بعدی، با بارگذاری دئوکسی ریبوزیم‌ها، ۱۰۰ برابر حساس‌تر از آرایه‌های ریز نقطه دوبعدی هستند و این ویژگی موجب افزایش تکرارپذیری و دقت بالاتر آنها در تشخیص باکتری‌ها می‌شود. به‌طور ویژه، این تراشه‌ها توانایی شناسایی لژیونلا پنوموفیلا در نمونه‌های آب آلوده به‌درستی در برج‌های خنک‌کننده صنعتی را دارند.

این فناوری نوین، با ایجاد شبکه‌های نانو سلسله‌مراتبی و حس‌گر‌های بیولوژیکی دقیق‌تر، می‌تواند نقش برجسته‌ای در بهبود فناوری‌های حس‌گری، به‌ویژه در زمینه‌های تشخیص بیماری‌ها، آلودگی‌ها و ارتقا سیستم‌های سلامت عمومی ایفا کند. این تحقیق نه تنها توانسته است محدودیت‌های روش‌های سنتی را برطرف کند، بلکه راه را برای توسعه مواد زیست‌عملکردی پیشرفته و حس‌گر‌های هوشمند هموار کرده است.

لینک کپی شد

اشتراک‌ گذاری