• بیشتر بدانید:دانشمندان دستگاه جدیدی برای تشخیص تومورهای مغزی با استفاده از ادرار ساخته‌اند!
• بیشتر بخوانید:نانوذرات می‌توانند ایمونوتراپی(ایمن درمانی) سرطان را تقویت کنند

محققان حسگر زیستی DNA منحصر به فردی برای تشخیص بیماری در مراحل اولیه ایجاد کردند

تشخیص بیماری در مراحل اولیه یکی از بزرگترین چالش‌هایی است که بیوشیمیست‌ها و دانشمندان مواد با ترکیب تخصص خود در دانشگاه علوم و فناوری میسوری سعی در رفع آن دارند.

محققان از فناوری نانو در تشخیص‌های زیست‌پزشکی فرآیندی به نام نانوابزارهای تشخیصی  برای ایجاد یک حسگر زیستی DNA جدید و فوق حساس استفاده کردند.

این حسگر جدید می‌تواند به طور بالقوه نشانگرهای زیستی مبتنی بر DNA را برای تشخیص زودهنگام سرطان و اختلالات ژنتیکی شناسایی کند و همچنین پاسخ بیمار به درمان‌ها را کنترل کند.

یک حسگر زیستی الکتروشیمیایی پایه شامل یک عنصر تشخیص بیولوژیکی، یک مبدل سیگنال و یک پردازنده است.

این حسگرهای زیستی اطلاعات مربوط به مواد بیولوژیکی مانند اسیدهای نوکلئیک (DNA و RNA)، پروتئین‌ها، آنتی‌بادی‌ها، آنتی‌ژن‌ها و سایر اجزای بیولوژیکی مانند گلوکز را تشخیص، انتقال و ثبت می‌کنند.

دکتر ریشنگ وانگ، استادیار شیمی در دانشگاه علوم و فناوری میسوری و محقق اصلی این مطالعه می‌گوید: «حسگرهای زیستی با نانومواد، مزایای حساسیت بیشتر و پاسخ سریع‌تری نسبت به روش‌های تحلیلی سنتی دارند که به دستگاه‌های پزشکی امروزی و تکنیک‌های تکثیر مولکولی زمان‌بر نیاز دارند.»

محققان این حسگر زیستی جدید را از نانولوله‌های کربنی و نانوذرات طلا ساختند که به آن یک شکل شعاعی سه‌بعدی شبیه به توتیای دریایی می‌دهد. وانگ می‌گوید این حسگر زیستی پاسخ الکتروشیمیایی قابل توجهی ایجاد کرد.

دکتر ونیان لیو، استادیار پژوهشی شیمی در دانشگاه علوم و فناوری میسوری، می‌گوید: «از آنجا که ترکیب نانولوله‌های کربنی و نانوذرات طلا، سطح تماسی بزرگتر از حد معمول و ابررسانا ایجاد کرد، دریافتیم که این حسگر زیستی می‌تواند اسیدهای نوکلئیک با فراوانی بسیار کم را در محیط‌های بیولوژیکی پیچیده تشخیص دهد.»

«همچنین در تشخیص DNA منفرد ناسازگار از DNA کاملاً منطبق، بسیار گزینشی عمل کرد. این نوع سیستم نانوتشخیصی به دلیل پایداری عالی و امکان کوچک‌سازی، کاندیدای بالقوه‌ای برای اندازه‌گیری‌های پزشکی در محل مراقبت‌های پزشکی است.»

همکاران S&T شامل نویسنده مسئول، لیو، و دکتر شو هان، محقق سابق فوق دکترا در شیمی که اکنون در دانشگاه میسوری-کانزاس سیتی است، می‌شوند. دکتر مینگ ژنگ، شیمیدان محقق در موسسه ملی استاندارد و فناوری در گیترزبورگ، مریلند، نیز در این تحقیق همکاری داشته است.

در طول دو سال گذشته، تحقیقات بیوشیمیایی وانگ که توسط NSF تأمین مالی شده است، بر توسعه نانوساختارهای اوریگامی مبتنی بر DNA برای دارورسانی ضد سرطان و به عنوان کاوشگرهایی برای شناسایی میکرو RNA جهت استفاده به عنوان نشانگرهای زیستی مولکولی برای تشخیص زودهنگام سرطان‌ها و سایر بیماری‌ها نیز متمرکز بوده است.

NSF از کار او در زمینه توسعه نانوساختارهای DNA خودآرا برای ساخت نسل جدیدی از مدارهای الکترونیکی مولکولی برای کوچک‌سازی رایانه‌ها و سایر دستگاه‌های الکترونیکی حمایت مالی کرده است.

 

تاریخ:1404/2/21

مهسانعمتی