رصد مولکول‌های زیستی در جریان خون به کمک یک حسگر نانومقیاس!

به گزارش مجله خبری نگار/برنا،دانشمندان دانشگاه استنفورد موفق به توسعه نوعی حسگر نانومقیاس شده‌اند که می‌تواند برای نخستین بار به‌مدت چندین روز، مولکول‌های زیستی را به‌صورت مداوم در جریان خون جانوران زنده رصد کند. این فناوری که با نام SENSBIT (سامانه حسگر الکتروشیمیایی پایدار با نانوساختار برای پایش درون‌بدنی خون) معرفی شده، می‌تواند تحولی در نظارت پیوسته بر دارو‌ها و زیست‌نشانگر‌های بیماری‌ها ایجاد کند.

به‌گزارش phys.org تیم تحقیقاتی به سرپرستی سُه موفق شده است با کاشت این حسگر در رگ‌های خونی موش‌های زنده، پایش لحظه‌ای غلظت دارو را برای مدت یک هفته بدون کاهش محسوس عملکرد محقق کند؛ دستاوردی که نسبت به رکورد قبلی ۱۱ ساعته در این حوزه، یک جهش بزرگ محسوب می‌شود.

در دو دهه گذشته توسعه زیست‌حسگر‌هایی که بتوانند مواد شیمیایی یا زیستی را در بدن انسان ردیابی کرده و داده‌ها را به‌صورت سیگنال‌های قابل خوانش خارج از بدن ارسال کنند، یکی از اهداف کلیدی پژوهشگران بوده است.

با وجود پیشرفت‌های اخیر، حسگر‌های موجود یا تنها مواد محدودی را شناسایی می‌کنند یا دوام کافی در محیط‌های زیستی پیچیده مانند خون ندارند. اما حسگر جدید SENSBIT با طراحی ماژولار و پایدار، این موانع را پشت سر گذاشته است. ییهانگ چن، نویسنده اول مقاله، با الهام از ساختار روده انسان و به‌ویژه میکروویلی‌های سطح روده، طراحی این سامانه را به‌گونه‌ای انجام داده که در برابر تخریب ناشی از سیستم ایمنی بدن مقاومت کند.

بیشتر بخوانید

از خون‌گیری تا تجویز دارو با یک چسب هوشمند

حسگر آمونیاک فوق حساس جهان ساخته شد

حسگر‌های سنجش شتاب و شیب بومی سازی شد!

حسگر SENSBIT با بهره‌گیری از سطح طلای نانوحفره‌ای سه‌بعدی و پوششی الهام‌گرفته از مخاط محافظ روده، عناصر حسگر را از تداخلات محیطی و حمله‌های ایمنی محافظت می‌کند. این ساختار باعث می‌شود نوسانات سیگنال به حداقل برسد و دقت اندازه‌گیری در طول زمان حفظ شود.

در آزمایش‌ها این سامانه توانست پس از یک ماه قرارگیری در سرم انسانی (بدون سلول‌ها و عوامل انعقادی) بیش از ۷۰ درصد از کارایی سیگنال‌دهی خود را حفظ کند و در طول یک هفته فعالیت درون‌رگی در بدن موش‌ها نیز عملکرد پایدار نشان دهد.

کاربرد‌های بالقوه این فناوری بسیار گسترده است؛ از پایش لحظه‌ای غلظت دارو‌ها برای بهینه‌سازی دوز درمانی، تا شناسایی زودهنگام سرطان یا بیماری‌های متابولیک. در واقع، این فناوری می‌تواند زیرساختی برای پزشکی دقیق و شخصی‌سازی‌شده باشد؛ جایی که تصمیمات درمانی نه‌فقط بر اساس تجویز‌های استاندارد، بلکه بر مبنای داده‌های لحظه‌ای زیستی بیمار گرفته می‌شود.

اگرچه این فناوری هنوز در مراحل پیش‌بالینی است، عملکرد موفق آن در مدل‌های جانوری و سرم انسانی، مسیر ورود به آزمایش‌های انسانی و سپس کاربرد‌های بالینی را هموار می‌کند. تیم تحقیقاتی امیدوار است در گام بعدی بتواند حسگر‌های مشابه را برای رصد سایر نشانگر‌های زیستی حیاتی طراحی کند.