گروهی از محققان آمریکایی نشان داده‌اند که می‌توان از میکرواسفنج‌های جلبک دریایی در تشخیص سریع و ارزان بیماری‌هایی همچون سرطان، ایدز، بیماری‌های قلبی و سایر امراض بهره برد.
تشخیص بیماری‌ها با استفاده از میکرواسفنج‌های جلبک دریایی
تحقیق جدید پژوهشگران دانشگاه رایس نشان می‌دهد که می‌توان از میکرواسفنج‌های جلبک دریایی در تشخیص سریع و ارزان بیماری‌هایی همچون سرطان، ایدز، بیماری‌های قلبی و سایر امراض بهره برد. میکرواسفنج‌ها جزء اصلی بیونانوتراشه قابل برنامه‌ریزی (PBNC) این پژوهشگران است که در مقاله‌ای در مجله Small معرفی شده است.
در حال حاضر از PBNC در شش آزمایش بالینی استفاده می‌شود. جان مک‌دویت استاد مهندسی زیستی و شیمی دانشگاه رایس سرپرستی این کار را بر عهده داشته است.
این تراشه‌ها نشانگرهای زیستی را که در خون، بزاق و مایعات دیگر بدن یافت شده و حاوی اطلاعاتی درباره سلامتی فرد هستند، می‌گیرند. این نشانگرهای زیستی در اسفنج‌های کوچکی که درون آرایه‌ای از قیف‌های هرمی معکوس قرار دارند، گیر می‌کنند. این قیف‌ها در میکروتراشه‌ای که قلب PBNC را تشکیل می‌دهند، واقع شده‌اند. یک تراشه PBNC به اندازه یک کارت اعتباری است.
زمانی که یک نمونه سیال روی یک ابزار یکبار مصرف قرار می‌گیرد، کانال‌های میکروسیالی آن را به سمت اسفنج‌ها هدایت می‌کنند. این اسفنج‌ها حاوی پادتن‌هایی هستند که نشانگرهای زیستی خاص را گرفته و شناسایی می‌کنند. زمانی که این نشانگرها گیر افتادند، با استفاده از یک میکروسکوپ پیچیده و یک ابزار رایانه‌ای که در مجموع به اندازه یک توستر قابل حمل هستند، آنالیز می‌شوند.
میکرواسفنج‌ها دانه‌های ۱۸۰ میکرومتری از آگاروز هستند که یک ماده ارزان و معمول استخراج شده از جلبک دریایی است. از این ماده به‌عنوان بستری برای رشد سلول‌های زنده یا گرفتن پروتئین‌ها استفاده می‌شود.
مزیت آگاروز این است که می‌تواند محدوده وسیعی از مواد، از نشاگرهای پروتئینی نسبتاً بزرگ گرفته تا متابولیت‌های دارویی کوچک را بگیرد.
بنابرگفته مک‌دویت، چالش اصلی تعریف یک سامانه جدید برای گرفتن وشناسایی سریع و موثر نشانگرهای زیستی درون یک مدار میکروسیالی است. راه‌حلی که محققان دانشگاه رایس ارائه داده‌اند، ایجاد شبکه‌ای متشکل از میکرواسفنج‌هایی با اندازه حفرات تنظیم شده و الیاف نانومقیاس آگاروز است. ساختار اسفنج‌مانند امکان فراوری سریع مقدار زیادی از سیال را ایجاد کرده و وجود نانوالیاف آگاروز مساحت سطحی بالایی ایجاد می‌کند که می‌توان از آن برای تولید سیگنال‌های اُپتیکی با شدت ۱۰۰۰ برابر بیشتر از ابزارهای معمول که به اندازه یک یخچال هستند، بهره برد.
این گروه تحقیقاتی با استفاده از دو نشانگر زیستی پادزای carcinoembryonic و پروتئین‌های Interleukin-1 beta (و پادتن‌های هریک از آنها) آزمایش‌هایی انجام دادند. آنها پس از خیساندن دانه‌ها در محلول‌های پادتن، توانایی آنها در تشخیص و گرفتن نشانگرهای زیستی مربوط را بررسی کردند. این دانه‌ها در بهترین حالت کارایی تقریباً کاملی (۵/۹۹ درصد) در تشخیص نشانگرهای متصل شده به آنها را نشان دادند.
