تشخیص ساده و کم‌هزینه بیماری‌ها با کمک دوربین تلفن همراه
پژوهشگران آلمانی، فناوری جدیدی ابداع کرده‌اند که می‌تواند بیماری‌ها را با کمک دوربین تلفن همراه تشخیص دهد.
یکی از پژوهشگران "دانشگاه لودویگ ماکسیمیلیان مونیخ"(LMU) در بررسی جدیدی نشان داده است که نور ساطع شده از یک مولکول را می‌توان با تنظیمات کم‌هزینه نور تشخیص داد. نمونه ابتدایی که در این پژوهش ابداع شده است، می‌تواند به سهولت تشخیص پزشکی کمک کند.
نشانگرهای زیستی، نقشی اساسی در تشخیص بیماری و ارزیابی روند آن دارند. نشانگرهایی که در حال حاضر مورد استفاده قرار دارند، ژن‌ها، پروتئین‌ها، هورمون‌ها، لیپیدها و سایر گروه‌های مولکولی را شامل می‌شوند. نشانگرهای زیستی، در خون، مایع مغزی- نخاعی، ادرار و همچنین بافت‌های گوناگون یافت می‌شوند اما بیشتر آنها یک ویژگی مشترک دارند و آن ویژگی، این است که در غلظت‌های بسیار پایین رخ می‌دهند و تشخیص و اندازه‌گیری آنها از نظر فنی دشوار است.
بسیاری از روش‌های تشخیص، کاوشگرهای مولکولی مانند پادتن‌ها یا توالی‌های کوتاه اسید نوکلئیک را به کار می‌گیرند که برای اتصال به نشانگرهای زیستی خاصی طراحی شده‌اند. هنگامی که کاوشگر، هدف را تشخیص می‌دهد و به آن متصل می‌شود، یک سیگنال فلورسنت تولید می‌کند. اگر چنین روشی به قدر کافی حساس باشد تا نشانگر زیستی را در همه بیمارانی که آن را در خون خود دارند، تشخیص دهد، به خوبی کار می‌کند. به علاوه، خود نشانگر زیستی و سیگنال آن باید پیش از استفاده تقویت شود. هدف نهایی این است که بررسی‌های پزشکی مستقیما و بدون ارسال نمونه‌ها به آزمایشگاه‌ها انجام شوند.
"فیلیپ تینفلد" (Philip Tinnefeld)، رئیس بخش شیمی‌فیزیک دانشگاه لودویگ ماکسیمیلیان مونیخ، راهبردی برای تعیین سطح نشانگرهای زیستی در تراکم پایین ابداع کرده است. او موفق شد کاوشگر DNA را به ذرات کوچکی از طلا یا نقره متصل کند. یک جفت از این ذرات، مانند نانوآنتن‌هایی عمل می‌کنند که به تقویت سیگنال فلورسنت می‌پردازند. این ترفند، به چنین شیوه‌ای عمل می‌کند؛ تعامل میان نانوذرات و موج نور، میدان الکترومغناطیسی محلی را تشدید می‌کند و به افزایش قابل توجه دامنه فلورسنس می‌شود. بدین ترتیب می‌توان باکتری‌هایی را که ژن‌های مقاومت آنتی‌بیوتیکی را در بر دارند، به طور خاص تشخیص داد.
"کاترینا تروهیمچاک"(Kateryna Trophymchuk)، از پژوهشگران این پروژه گفت: نانوآنتن‌های مبتنی بر DNA، در چند سال گذشته مورد بررسی قرار گرفته‌اند اما چالش‌هایی بر سر راه درست کردن این نانوساختارها وجود دارد.
گروه پژوهشی فیلیپ تینفلد، عناصر نانوآنتن‌ها را با دقت بیشتری می‌سازند و مولکول‌های DNA را که مانند کاوشگر عمل می‌کنند، در محل تقویت سیگنال قرار می‌دهند. این کار، موفقیت‌آمیز بود. این تغییرات روی هم رفته موجب می‌شوند که سیگنال فلورسنت، به صورت موثرتری تقویت شود.
کنترل پیشرفته موقعیت‌یابی، به واسطه نانوفناوری DNA امکان‌پذیر است. این روش، از ویژگی‌های ساختاری DNA برای هدایت شمار زیادی از اجسام در مقیاس نانو استفاده می‌کند. تروهیمچاک ادامه داد: یک نمونه اساسا می‌تواند میلیاردها نمونه از این نانوآنتن‌ها را به صورت همزمان بسازد.
"ویکتوریا گلمبوکایت"(Viktorija Glembockyte)، از پژوهشگران این پروژه گفت: فناوری ما می‌تواند برای آزمایش‌های تشخیصی حتی در مناطقی که دسترسی به برق و تجهیزات آزمایشگاهی محدود است، مورد استفاده قرار بگیرد. ما نشان داده‌ایم که با این روش، امکان تشخیص مستقیم فراهم می‌شود. ما از یک میکروسکوپ قابل حمل مبتنی بر تلفن همراه هوشمند استفاده می‌کنیم که USB قدیمی را برای تجزیه و تحلیل قطعات DNA به کار می‌گیرد. تلفن‌های هوشمند جدید معمولا دوربین‌های خوبی هستند. همه چیزی که به غیر از این نیاز دارید، یک لیزر و یک لنز است که هر دو به سادگی در دسترس قرار می‌گیرند و هزینه کمی دارند. پژوهشگران برای ساخت نمونه ابتدایی، از این دستورالعمل اساسی استفاده کردند.
همچنین پژوهشگران نشان دادند که این تنظیمات می‌تواند قطعات DNA ویژه ژن‌های مقاومت آنتی‌بیوتیکی باکتریایی را تشخیص دهد. این روش را می‌توان به سادگی اصلاح کرد تا طیف گسترده‌ای از انواع جالب ویروس را تشخیص دهد. تینفلد نسبت به این موضوع، خوش‌بین است. وی افزود: ما در سال گذشته، به روش‌های تشخیصی جدید و ابتکاری نیاز داشتیم. شاید فناوری ما بتواند به توسعه آزمایش‌های تشخیصی کم‌هزینه و قابل اطمینان کمک کند که در خانه انجام می‌شوند.
این پژوهش، در مجله(Nature Communications) به چاپ رسید.
منبع: ایسنا
24
