داود شهرجردی و همکارانش با همراهی شرکت میریموس روی ساخت تراشه‌ای کار می‌کنند که می‌تواند تهدیدهای بیولوژیکی را شناسایی کند. این پلتفرم نانویی برای شناسایی همزمان چندین عامل بیماری‌زا نیز مناسب است.
ساخت تراشه‌ای که تهدیدهای بیولوژیکی را شناسایی می‌کند
محققان دانشکده مهندسی دانشگاه نیویورک (NYU) ریزتراشه‌ای برای شناسایی پاتوژن‌ها ساختند که امکان رصد حملات بیولوژیک را دارد. این تراشه‌ها به دلیل استفاده از ترانزیستورهای گرافنی عملکرد جالب توجهی در مواجهه با پاتوژن‌های مختلف دارند.
نانوابزارها طی سال‌های اخیر به گونه‌ای توسعه یافته‌اند که به‌ویژه در کاربردهای ایمنی و تعیین کیفیت مواد غذایی نقش مهمی ایفا کرده‌اند. داود شهرجردی و همکارانش به تازگی از پلتفرم ترانزیستورهای اثر میدانی (FETs) برای شناسایی نشانگرهای بیولوژیکی ارائه کردند؛ آنها از این پلتفرم نانویی برای تبدیل سیگنال‌های دیجیتال به تست‌های تشخیصی سریع در خانه استفاده کردند.
در مقاله‌ای که این گروه منتشر کرده‌اند، جزئیات چگونگی مهندسی این پلتفرم نانویی درج شده است، پلتفرمی که با نام NanoBioFET خوانده می‌شود. به گفته محققان این پروژه، این پلتفرم قابلیت تشخیص ویروس‌هایی نظیر کرونا را دارد.
این تحقیق نشان می‌دهد که چگونه دستگاه‌های FET نانویی می‌توانند به عنوان حسگرهای زیستی، شناسایی پاتوژن‌ها یا نشانگرهای زیستی خاص در زمان واقعی را انجام دهند، بدون این که نیاز به برچسب‌های شیمیایی یا روش‌های طولانی آزمایشگاهی پزشکی داشته باشند.
نتیجه کلیدی این پروژه این است که یک تغییر پارادایم در عملکرد زیستی FET پیشنهاد می‌کند. این تغییر شامل استفاده از لیتوگرافی پروب اسکن حرارتی (tSPL)، با وضوح ۲۰ نانومتر، با یک پلیمر حساس به حرارت شیمیایی است که می‌تواند روی تراشه‌های FET پوشانده شود.
این FET ها که به عنوان حسگرهای زیستی پیکربندی شده اند، پلتفرم مناسب، سازگار با تولید نیمه هادی مدرن، برای سنجش سریع و بدون برچسب آنالیت‌های هدف عمل می کنند.
این تیم فرآیند اصلاح شیمیایی را پیشنهاد کرده که به گفته آنها امکان اصلاح هر FET بر روی یک تراشه، بر حسب تقاضا و نیاز را، فراهم می‌کند و این کار امکان ایجاد گیرنده‌های زیستی خاص پاتوژن و نشانگر زیستی، مانند آنتی‌بادی‌ها و آپتامرها را می‌دهد. به گفته شهرجردی و همکارانش، حسگرهای مبتنی بر FET می‌توانند طیف گسترده‌ای از پاتوژن‌ها را روی یک تراشه شناسایی کنند.
به گفته محققان، این حسگرهای گرافنی FET اصلاح‌شده با آنتی‌بادی و آپتامر، عملکرد حسی فوق‌العاده حساس و انتخاب‌گرانه‌ای را نشان می‌دهد. آنها دریافتند که این حسگر می‌تواند ده ذره ویروس کرونا را در هر میلی‌لیتر نمونه شناسایی کند و همچنین برای ویروس آنفولانزا نیز عملکرد جالبی از خود نشان داد.
در این پروژه شرکت زیست‌فناوری میریموس (Mirimus) نیز با این گروه تحقیقاتی همکاری داشته است. هدف نهایی آنها ساخت ابزاری برای جلوگیری از تهدیدهای بیولوژیکی در مناطق شهری است.
