میرنیوز
تشخیص کووید-۱۹ با کمک یک حسگر مبتنی بر کاغذ
2020-12-08T13:59:53+03:30
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.
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 : خبرگزاری ایسنا
کلمات کلیدی : میرنیوز کووید-19 حسگر کاغذ کرونا در جهان همه_باهم_علیه_کرونا
اشتراک گذاری :
آخرین اخبار علمی
نیروهای پلیس راهور سفیر اهدای عضو شدند
حضور ۱۸ شرکت دانش‌بنیان در نمایشگاه صنعت بازی رایانه‌ای روسیه
پیش بینی اکونومیست از سال ۲۰۲۵؛ شکوفایی فناوری‌های پاک به رهبری چین
«صندوق بیمه ویژه» برای اجرای مطمئن‌تر پروژه‌های صنعتی راه اندازی شد
فیلترینگ در چه شرایطی موجه و مطلوب است/ پالایش هوشمند در اینستاگرام
پوشش ضد رادار چین هواپیماها و تجهیزات نظامی را نامرئی می‌کند
۶۴۵ میلیارد تومان وام ودیعه مسکن به دانشجویان پرداخت شد
پوشش ضد رادار چین هواپیماها و تجیهزات نظامی را نامرئی می‌کند
مراکز علمی کاربردی ملزم به ارائه قیمت تمام شده آموزش شدند
مهلت شرکت در تکمیل ظرفیت آزمون دستیاری دندانپزشکی تا ۱۰ آذر تمدید شد
پرهیز از تبعیض میان تشکل‌های دانشجویی در آستانه ۱۶ آذر
مهلت اجرای تکمیل ظرفیت آزمون دستیاری دندانپزشکی تا ۱۰ آذر تمدید شد
دوره آموزشی «کاربردهای هوش مصنوعی در علوم پزشکی» ویژه دانشجویان آغاز به کار کرد
حضور بیش از ۲۰ هزار نفر از ۷۰ کشور جهان در مسابقات «برنامه‌سازی رایان»
دلایل پایین بودن نرخ اتصال فیبرنوری در ایران
افتخارآفرینی تیم دانشگاه تهران در المپیاد جهانی معماری منظر
برگزیدگان همایش کتاب سال بانوان معرفی شدند
هوش مصنوعی آهنگساز می شود
دوره آموزشی «کاربردهای هوش مصنوعی درعلوم پزشکی» ویژه دانشجویان آغاز به کار کرد
دولت چهاردهم اهتمامی به اجرای قانون جوانی جمعیت ندارد
استفاده از هوش مصنوعی در دندان پزشکی
حضور سرزده پزشکیان در وزارت بهداشت
اندونزی پیشنهاد سرمایه گذاری اپل در این کشور را رد کرد
امکان تغییر محل آزمون دانشجویان پیام‌نور فراهم شد
برنامه وزارت علوم برای حل مسکن دانشگاهیان و خوابگاه متاهلی
پرهیز از تمایز میان تشکل‌های دانشجویی در آستانه ۱۶ آذر
تقلید از سیستم بینایی انسان برای ارتقای عملکرد حسگرها
امضای نخستین قرارداد الکترونیکی صندوق نوآوری با یک شرکت دانش‌بنیان
آخرین تغییرات در شورای عالی حوزه‌های علمیه
زنجیره تولید و تامین دارو گرفتار کمبود نقدینگی است
