ابداع حسگر زیستی جدیدی که آنتی‌بادی‌های کووید-۱۹ را ظرف چند ثانیه تشخیص می‌دهد

به گزارش قائم آنلاین، نتایج این تحقیقات این هفته در مجله Advanced Materials منتشر شد. دانشگاه پیتسبورگ(پیت) و مرکز پزشکی دانشگاه پیتسبورگ(UPMC) نیز در این تحقیقات با دانشگاه کارنگی ملون همکاری کردند.

این دستگاه آنتی بادی‌های پروتئین S۱ و دامنه اتصال گیرنده(RBD) را در یک قطره بسیار کوچک خون(حدود ۵ میکرولیتر) شناسایی می‌کند. غلظت آنتی بادی می‌تواند بسیار کم باشد ولی همچنان تا کمتر از یک پیکومولار(۰.۱۵ نانوگرم در میلی لیتر) را می‌توان به این وسیله تشخیص داد. این تشخیص از طریق یک واکنش الکتروشیمیایی در یک دستگاه میکرو سیال دستی اتفاق می‌افتد که نتایج را تقریباً بلافاصله به یک رابط ساده در تلفن همراه هوشمند ارسال می‌کند.

راهول پانات(Rahul Panat)، دانشیار مهندسی مکانیک در دانشگاه کارنگی ملون که از روش‌های چاپ سه بعدی برای تحقیقات در مورد واسط مغز و رایانه brain-computer interfaces و دستگاه‌های زیست پایش(biomonitoring) استفاده می‌کند می‌گوید: ما از آخرین پیشرفت‌ها در زمینه مواد و تولید آنها مانند چاپ سه بعدی نانوذرات برای ایجاد دستگاهی استفاده می‌کنیم که به سرعت آنتی بادی‌های کووید-۱۹ را تشخیص‌ دهد.

یک فناوری چاپ سه‌بعدی به نام جت آئروسل(aerosol jet) مسئول دقت و کارایی این پلتفرم آزمایشی است الکترودهای ریز و ارزان قیمت میکروپیلار در مقیاس نانو با استفاده از قطرات معلق در هوا که به وسیله دمای زیاد به یکدیگر وصل شده‌اند چاپ می‌شوند.

این عمل باعث ایجاد یک سطح ناهموار و نامنظم می‌شود که سطح میکروپیلارها را افزایش داده و واکنش الکتروشیمیایی را سرعت می‌بخشد. در نتیجه آنتی بادی‌ها می‌توانند به آنتی ژن‌های روی الکترود متصل شوند. این هندسه خاص به میکروپیلارها اجازه می‌دهد تا پروتئین بیشتری برای شناسایی به دست آورند و نتایج بسیار دقیق‌تر و سریع‌تر حاصل شود.

این تست دارای درصد خطای بسیار کمی است زیرا واکنش اتصال بین آنتی‌بادی و آنتی ژن مورد استفاده در دستگاه کاملا گزینشی است. محققان توانستند از این طرح طبیعی برای رسیدن به هدف خود استفاده کنند.

نتایج این تحقیقات به سرعت در طول بیماری همه‌گیر کووید-۱۹ ارائه خواهد شد. پانات می‌گوید: “از آنجا که روش ما می‌تواند میزان پاسخ ایمنی بدن به واکسیناسیون را اندازه گیری کند، در شرایط فعلی بسیار مهم است.

پانات و شو جیانگ جایو(Shou-Jiang Gao)، رهبر برنامه ویروس شناسی سرطان در مرکز سرطان Hillman UPMC و استاد میکروب شناسی و ژنتیک مولکولی در دانشگاه پیتسبورگ در این تحقیقات با یکدیگر همکاری کرده‌اند. ازهر علی(Azahar Ali)، محقق در آزمایشگاه تولید پیشرفته مواد متعلق به پانات، نویسنده اصلی این مقاله است.

تشخیص سریع برای درمان و پیشگیری از بیماری‌های واگیر یک مسئله بهداشت عمومی است که اهمیتی فراتر از همه‌گیری کنونی کووید-۱۹ دارد. از آنجا که این پلتفرم به طور کلی برای همه ویروس‌ها کاربرد دارد، می‌توان از آن برای تشخیص سریع نشانه‌های زیستی سایر عوامل عفونی مانند ابولا، اچ آی وی و زیکا استفاده کرد. چنین آزمایش سریع و موثری می‌تواند برای کنترل شیوع بیماری‌ها بسیار حائز اهمیت باشد.