حسگری که کروناویروس را در کمتر از ۲ ساعت شناسایی می‌کند

به گزارش نانومگزین، دانشمندان "مرکز تحقیقات یون سنگین GSI هلمهولتز"(GSI Helmholtz Centre for Heavy Ion Research) آلمان، "شورای ملی پژوهش علم و فناوری"(CONICET) آرژانتین و "دانشگاه ایلینوی در اربانا- شمپین"(UIUC) آمریکا، یک حسگر بسیار حساس ابداع کرده‌اند که می‌تواند کروناویروس و "آدنوویروس"(Adenoviruses) انسانی را در نمونه بزاق، سرم خون یا نمونه‌های محیطی مانند فاضلاب تشخیص دهد.

این حسگر از دو بخش مهم تشکیل شده است؛ یک نانوکانال حساس و مولکول‌های DNA ویژه‌ای که به سطح کانال متصل هستند. به گفته پژوهشگران، این روش مانند آزمایش‌های PCR، دقیق است اما ساده‌تر و سریع‌تر انجام می‌شود و نتایج را در کمتر از دو ساعت آماده می‌کند.

فناوری ساخت غشاهای مجهز به نانوحفره‌، طی این سال‌ها در مرکز تحقیقات یون سنگین GSI هلمهولتز توسعه یافته است. پژوهشگران در این پروژه، نانوحفره‌هایی با دهانه‌ کمتر از ۵۰ نانومتر ساختند. اندازه کوچک و هندسه ویژه، حساسیت بالا را برای فرآیندهای انتقال از طریق کانال تضمین می‌کند.

انتخاب حسگر، به واسطه یک فرآیند درون‌کشتگاهی برای قطعاتی از DNA موسوم به "آپتامر"(Aptamer) صورت می‌گیرد که در نانوحفره گنجانده می‌شوند. این آپتامرهای انتخابی نه تنها قادر به تشخیص ویروس‌های خاص هستند، بلکه می‌توانند وضعیت عفونی بودن ویروس را نیز مشخص کنند.

آپتامرهای مورد استفاده در این پژوهش، توسط "آنا سول پینتی"(Ana Sol Peinetti)، پژوهشگر دانشگاه ایلینوی در اربانا- شمپین ابداع شدند. پینتی به خاطر آشنایی با فناوری نانوحفره مرکز تحقیقات یون سنگین GSI هلمهولتز، توانست طی همکاری خود با "عمر آزارونی"(Omar Azzaroni) در "موسسه تحقیقات نظری و کاربردی شیمی‌فیزیک"(Institute for Theoretical and Applied Physicochemical Research) آرژانتین، هر دو فناوری را با موفقیت ترکیب کند.

به گفته پژوهشگران، توانایی این روش در تفکیک کردن ویروس‌های عفونی از غیر عفونی، یک نوآوری اساسی به شمار می‌رود. آزمایش‌های PCR، ماده ژنتیکی ویروس را شناسایی می‌کنند اما نمی‌توانند عفونی بودن یک نمونه یا مسری بودن بیماری یک شخص را تشخیص دهند. تنها آزمایش‌هایی که در حال حاضر می‌توانند ویروس‌های عفونی را تشخیص دهند، آزمایش‌های "پلاک"(Plaque) هستند. این آزمایش‌ها پیش از ارائه نتایج، به فرآیند آماده سازی ویژه نیاز دارند اما حسگر جدید مجهز به آپتامر و نانوحفره، نتیجه را طی ۳۰ دقیقه تا دو ساعت ارائه می‌دهد.

آگاهی در مورد وضعیت عفونی بودن یک ویروس، نه تنها اطلاعاتی را در مورد مسری بودن یا نبودن بیماری ارائه می دهد، بلکه راه‌حلی را برای پاسخ دادن به این سوال ارائه می‌کند که آیا راهبردهای غیرفعال سازی، موثر هستند یا خیر.

"ماریا اوژنیا تویمیل مولارس"(Maria Eugenia Toimil-Molares)، سرپرست گروه نانوفناوری در مرکز تحقیقات یون سنگین GSI هلمهولتز گفت: ما با آنا سول پینتی و عمر آزارونی، در یک پروژه جدید همکاری می‌کنیم که بر کارآیی این حسگر در غیرفعال‌سازی ویروس‌های گوناگون مبتنی است.

فناوری حسگر نانو حفره، ظرفیت بالایی برای استفاده در مورد همه‌گیری کروناویروس دارد. پینتی گفت: برای شناسایی سایر ویروس‌ها باید به دنبال مجموعه‌ای از مولکول‌ها باشیم که مانند آپتامر عمل می‌کنند؛ مولکول‌های جدید برای ویروس‌های جدید. ما حتی قصد داریم آپتامرهایی را به دست بیاوریم که بتوانند انواع گوناگون کروناویروس را تشخیص دهند.

فناوری نانوحفره فراتر از شناسایی ویروس، پایه‌ای برای ابداع سایر حسگرها نیز به شمار می‌رود. گروه‌های بسیاری در سراسر جهان، در حال توسعه راهبردهای عملکردی ویژه هستند تا عملکردهای انتخابی را به حسگرهای نانوحفره منتقل کنند. نانو حفره‌ها در غشاهای یونی، بسیار تطبیق‌پذیر هستند زیرا می‌توانند برای واکنش به بسیاری از تغییرات بیرونی مانند دما، pH ، نور، ولتاژ یا وجود گونه‌های ویژه یون، مولکول‌ها یا داروها اصلاح شوند.

"کریستینا تراوتمن"(Christina Trautmann)، رئیس بخش پژوهش مواد مرکز تحقیقات یون سنگین GSI هلمهولتز گفت: چشم‌انداز پیش روی ما، ادغام کردن غشای نانو حفره با یک دستگاه قابل حمل برای تشخیص سریع و کارآمد ویروس است.

منبع: ایسنا

66