به نقل از «ایسنا»

تشخیص کووید-۱۹ با کمک یک حسگر مبتنی بر کاغذ

تاریخ انتشار: ۱۸ آذر ۱۳۹۹ | کد خبر: ۳۰۲۵۳۱۶۳

یک دانشجوی آمریکایی، حسگری مبتنی بر کاغذ ابداع کرده است که می‌تواند به تشخیص ساده و کم‌هزینه کووید-۱۹ کمک کند.

به گزارش ایسنا و به نقل از فیز، با ادامه شیوع کووید-۱۹ در سراسر جهان، آزمایش همچنان یک راهبرد کلیدی برای ردیابی و مهار ویروس به شمار می‌رود. "ماها آلافیف"(Maha Alafeef)، دانشجوی رشته مهندسی زیستی "دانشگاه ایلینوی در اربانا-شمپین"(UIUC) با استفاده از یک حسگر الکتروشیمیایی مبتنی بر کاغذ، آزمایشی سریع و بسیار حساس ابداع کرده است که می‌تواند وجود ویروس را در کمتر از پنج دقیقه تشخیص دهد.

بیشتر بخوانید: اخباری که در وبسایت منتشر نمی‌شوند!

آلافیف گفت: ما در حال تجربه کردن رخدادی هستیم که یک بار در قرن پیش می‌آید. ما به واسطه یک رویکرد جامع و با ابداع ابزارهای چندرشته‌ای برای تشخیص و درمان زودهنگام کروناویروس، به این نیاز جهانی پاسخ می‌دهیم.

در حال حاضر، دو دسته آزمایش کووید-۱۹ در بازار وجود دارند. یکی از آنها، "واکنش زنجیره‌ای پلیمراز رونویسی معکوس"(RT-PCR) و بررسی اسید نوکلئیک برای شناسایی آران‌ای ویروس است. آزمایش‌های تشخیصی مورد تایید "سازمان غذا و داروی آمریکا"(FDA)، از این روش استفاده می‌کنند. این روش با مشکلاتی نیز همراه است که مدت زمان لازم برای تکمیل شدن آزمایش، نیاز به کادر متخصص و دسترسی به تجهیزات را شامل می‌شوند.

دومین گروه از آزمایش‌ها، بر تشخیص پادتن‌ها متمرکز هستند اما تولید پادتن‌های قابل تشخیص ممکن است چند روز تا چند هفته بعد از قرار گرفتن فرد در معرض کروناویروس به تعویق بیفتد.

پژوهشگران در سال‌های اخیر، موفقیت‌های بسیاری در ارائه حسگرهای زیستی با استفاده از نانومواد دوبعدی مانند گرافین و استفاده از آنها برای تشخیص بیماری‌ها به دست آورده‌اند. از مزایای اصلی حسگرهای زیستی مبتنی بر گرافین می‌توان به حساسیت، هزینه پایین تولید و تشخیص سریع اشاره کرد.

آلافیف ادامه داد: کشف گرافین به خاطر ویژگی‌های آن توانست عصر جدیدی از توسعه حسگر را آغاز کند. گرافین از ویژگی‌های مکانیکی و الکتروشیمیایی منحصر به فردی برخوردار است که آن را به ماده‌ای ایده‌آل برای تولید حسگرهای حساس الکتروشیمیایی تبدیل می‌کند.

آلافیف و همکارانش در این پژوهش، یک حسگر زیستی الکتروشیمیایی مبتنی بر گرافین ابداع کردند که می‌تواند وجود ماده ژنتیکی کروناویروس را تشخیص دهد.

این حسگر زیستی، دو مولفه دارد؛ پلتفرمی برای بررسی میزان خوانش الکتریکی و کاوشگرهایی برای تشخیص آران‌ای ویروس. پژوهشگران برای ابداع این پلتفرم، ابتدا کاغذ فیلتر را با لایه‌ای از نانوپلاکت‌های گرافین پوشاندند تا یک لایه رسانا ایجاد کنند.

سپس، یک الکترود طلا با طرحی از پیش تعریف شده را در قسمت بالای گرافین قرار دادند تا مانند یک صفحه تماس برای خوانش الکتریکی عمل کند. هم طلا و هم گرافین، از حساسیت و رسانایی بالایی برخوردار هستند که موجب می‌شود این پلتفرم برای تشخیص تغییرات سیگنال‌های الکتریکی، بسیار حساس باشد.

آزمایش‌های کنونی کووید-۱۹ مبتنی بر آران‌ای، "N-gene" را در کروناویروس جستجو می‌کنند. پژوهشگران در این پروژه، کاوشگرهای "آنتی‌سنس الیگونوکلئوتید"(ASOs) را طراحی کردند تا دو ناحیه از N-gene را هدف قرار دهند. هدف قرار دادن دو ناحیه مورد نظر، قابل اطمینان بودن حسگر را در ناحیه‌ای که دچار جهش ژنتیکی می‌شود، تضمین می‌کند. به علاوه، نانوذرات طلا با اسیدهای نوکلئیک تک رشته‌ای پوشیده می‌شوند که یک کاوشگر فوق‌العاده حساس را برای تشخیص کروناویروس ارائه می‌دهد.

پژوهشگران پیش از این نیز حساسیت کاوشگرهای حسگر را در پروژه‌های قبلی خود نشان داده بودند. ترکیب آران‌ای ویروس با این کاوشگرها، به تغییر واکنش الکتریکی حسگر منجر می‌شود.

پژوهشگران، عملکرد این حسگر را با استفاده از نمونه‌های مثبت و منفی کووید-۱۹ آزمایش کردند. حسگر در نمونه‌های مثبت نسبت به نمونه‌های منفی، افزایش قابل توجهی در ولتاژ به همراه داشت. به علاوه، حسگر توانست آران‌ای ویروس را در این نمونه‌ها بارگذاری کند. بار ویروسی، یک شاخص کمی مهم برای گسترش عفونت است و چالشی برای اندازه‌گیری با استفاده از روش‌های تشخیصی موجود به شمار می‌رود.

این پلتفرم به خاطر قابلیت حمل و هزینه کم، کاربردهای گسترده‌ای دارد. هنگامی که این حسگر با ریزکنترل‌گرها، نمایشگرهای LED و یا تلفن‌های همراه ادغام می‌شود، می‌تواند برای مراقبت در مطب پزشک یا حتی خانه مورد استفاده قرار بگیرد. پژوهشگران پیش‌بینی می‌کنند که این پلتفرم می‌تواند برای تشخیص بسیاری از بیماری‌های متفاوت فراتر از کووید-۱۹ مورد استفاده قرار بگیرد.

این پژوهش، در مجله "ACS Nano" به چاپ رسید.

انتهای پیام

منبع: ایسنا

کلیدواژه: کووید 19 حسگر کاغذ کرونا در جهان همه باهم علیه کرونا برای تشخیص کووید ۱۹ نمونه ها

درخواست حذف خبر:

«خبربان» یک خبرخوان هوشمند و خودکار است و این خبر را به‌طور اتوماتیک از وبسایت www.isna.ir دریافت کرده‌است، لذا منبع این خبر، وبسایت «ایسنا» بوده و سایت «خبربان» مسئولیتی در قبال محتوای آن ندارد. چنانچه درخواست حذف این خبر را دارید، کد ۳۰۲۵۳۱۶۳ را به همراه موضوع به شماره ۱۰۰۰۱۵۷۰ پیامک فرمایید. لطفاً در صورتی‌که در مورد این خبر، نظر یا سئوالی دارید، با منبع خبر (اینجا) ارتباط برقرار نمایید.

با استناد به ماده ۷۴ قانون تجارت الکترونیک مصوب ۱۳۸۲/۱۰/۱۷ مجلس شورای اسلامی و با عنایت به اینکه سایت «خبربان» مصداق بستر مبادلات الکترونیکی متنی، صوتی و تصویر است، مسئولیت نقض حقوق تصریح شده مولفان در قانون فوق از قبیل تکثیر، اجرا و توزیع و یا هر گونه محتوی خلاف قوانین کشور ایران بر عهده منبع خبر و کاربران است.

خبر بعدی:

ساخت تراشه‌ای با قابلیت اندازه‌گیری ویتامین C و D

به گزارش خبرگزاری مهر، این ابزار بسیار انعطاف‌پذیر بوده و استفاده از آن آسان است و می‌توان آن را برای استفاده در یک دستگاه پوشیدنی برای کمک به یک حفظ یک رژیم غذایی خاص شخصی‌سازی کرد. جزئیات این پروژه در مقاله‌ای در ACS Applied Nano Pathers منتشر شده است.

ویتامین‌های C و D ریز مغذی‌هایی هستند که در مسیرهای متابولیکی درگیر در مبارزه با ویروس‌ها و باکتری‌ها نقش مهمی داشته و در سیستم ایمنی بدن تاثیرگذار هستند. نظارت بر این ویتامین‌ها از این نظر مهم است که سطح ویتامین‌ها را در بدن در محدوده مشخصی حفظ می‌کند.

با این حال، روش‌هایی که در حال حاضر برای این کار در دسترس است، نیاز به تجهیزات آزمایشگاهی پرهزینه دارد که توسط متخصصان باید استفاده شود. این روش‌ها مستلزم جمع‌آوری نمونه خون هستند و زباله‌های خطرناک تولید می‌کنند. تشخیص و تجزیه و تحلیل هر دو ویتامین در یک نمونه به صورت همزمان زمان دشوار است.

برای ساده‌سازی فرایند، محققان انستیتوی فیزیک سائو کارلوس از منابع نسبتاً ارزان مانند کربن و پروتکل‌های سریع عملیاتی برای توسعه یک تراشه الکتروشیمیایی برای نظارت بر ویتامین‌های C و D استفاده کردند.

این تراشه یکبار مصرف است و حاوی دو حسگر بوده که هر یک از آن‌ها از جریان الکتریکی برای تشخیص ویتامین استفاده می‌کند. در مورد ویتامین C، این حسگر از نانوذرات کربنی به عنوان یک الکتروکاتالیست استفاده می‌کند. حسگر ویتامین D از نیترید کربن گرافیتی و نانوذرات طلا همراه با لایه ای از آنتی‌بادی‌های ۲۵(OH)D۳ ساخته شده است.

این تراشه به راحتی کار می‌کند. تمام کاری که کاربر باید انجام دهد این است که آن را به یک دستگاه الکترونیکی قابل حمل کوچک شبیه به گلوکومتر وصل کند، نمونه‌ای از بزاق یا سرم خون را وارد آن کرده و منتظر بماند تا جریان الکتریکی نشان دهنده حضور و سطح ویتامین‌ها نمایش داده شود. نتیجه در کمتر از ۲۰ دقیقه بدست می‌آید.

تیاگو سرفیم مارتینز محقق کالج امپریال لندن می‌گوید: «با بی‌حرکتی گونه‌های الکتروشیمیایی فعال روی سطح یکی از حسگرها، ما توانستیم نیاز به برچسب و پروب‌های ردوکس را حذف کنیم و در نتیجه دستگاه را ساده کنیم و پیچیدگی تجزیه و تحلیل را کاهش دهیم. این کار باعث می‌شود تراشه به طور بالقوه کاربردی تر و کارآمدتر باشد، و این امکان را فراهم می‌کند تا مستقیماً در داروخانه و کلینیک‌ها مورد استفاده قرار گیرد. همچنین به اندازه کافی انعطاف‌پذیر است که برای استفاده به عنوان یک دستگاه پوشیدنی مناسب باشد.»

کد خبر 6091264 مهتاب چابوک