پژوهشگران دانشگاه ملی سنگاپور (NUS) توانسته‌اند از خواص گرافن از قبیل رابط خوب بین سلول‌های زنده و پروتئین‌های زیست‌تشخیص، ضخامت اتمی، شفافیت نوری، پایداری جریان، و حساسیت الکتریکی، استفاده کنند و یک سکوی حسگری انتخابی از نوع جریان – گیراندازی – رهاسازی طراحی کرده و بسازند که در آن برای اولین بار گلبول‌های قرمز خون مبتلا به مالاریا می‌توانند به صورت نوری بدون نیاز به آلایش فلورسانسی متمایز شوند و بطور همزمان به طریق الکتریکی با استفاده از گرافن به صورت یک سلول در یک کانال میکروسیالی آشکارسازی شوند.
حسگری گلبول‌های قرمز مبتلا به مالاریا
پژوهشگران دانشگاه ملی سنگاپور (NUS) توانسته‌اند از خواص گرافن از قبیل
رابط خوب بین سلول‌های زنده و پروتئین‌های زیست‌تشخیص، ضخامت اتمی، شفافیت
نوری، پایداری جریان، و حساسیت الکتریکی، استفاده کنند و یک سکوی حسگری
انتخابی از نوع جریان – گیراندازی – رهاسازی طراحی کرده و بسازند که در آن
برای اولین بار گلبول‌های قرمز خون مبتلا به مالاریا می‌توانند به صورت
نوری بدون نیاز به آلایش فلورسانسی متمایز شوند و بطور همزمان به طریق
الکتریکی با استفاده از گرافن به صورت یک سلول در یک کانال میکروسیالی
آشکارسازی شوند.
این حسگر گرافنی قادر به تولید الگوهای پویای تشخیص بیماری برحسب تغییرات
رسانایی و زمان‌های مشخصه توقف می‌باشد.
شرح شماتیکی از یک آرایه از ترانزیستورهای گرافنی در یک کانال میکروسیالی که سلول‌ها
از آن عبور می‌کنند. پیوندهای خاص بین لیگاندها روی گره‌های باردار مثبت گلبول‌های
قرمز خون و گیرنده‌های عامل‌دار شده روی گرافن باعث ایجاد یک تغییر مشهود در
رسانایی می‌شود. هنگامی که سلول مریض کانال گرافنی را ترک کند، رسانایی به حالت
عادی بر می‌گردد.
مالاریا در بین کشنده‌ترین بیماری‌های عفونی در زمین قرار دارد. علائم عفونت ایجاد
شده با پلاسمودیوم فالسی پاروم – یکی از بدترین تغییرشکل‌های انگلی- شامل چندین
تغییرساختاری برگشت‌ناپذیر گلبول‌های آلوده قرمز خون است. در طول یک عفونت، این
تغییرشکل‌های ساختاری باعث سلول – چسبی گلبول‌های آلوده قرمز خون به سلول‌های درون
پوشی که آستر رگ‌ها و مویرگ‌ها را می‌سازند، می‌شود. پروتئین‌های گیرنده CD36 روی
سلول‌های درون‌پوش در این برهم‌کنش خاص درگیر هستند.
این پژوهشگران به رهبری کیان پینگ لوه، در طرح جریان-گیراندازی – رهاسازی خودشان با
عامل‌دار کردن گرافن با گیرنده‌های CD36 درون‌پوش برای گیراندازی انتخابی سلول‌های
مبتلا به مالاریا هنگامی که خون بیمار (که شامل ترکیبی از گلبول‌های قرمز خون سالم
و مبتلا است) از یک کانال میکروسیالی عبور می‌کند، این پروتئین‌ها را بخدمت گرفتند.
علاوه بر حسگری الکتریکی (یک گرافن درگاهی شده مثبت با ایجاد پیوند با سلول مبتلا
بدلیل ایجاد آلایش الکترواستاتیکی، افزایشی در رسانایی کانالی‌اش نشان خواهد داد)،
شفافیت نوری گرافن اجازه پایش نوری همزمان رخدادهای پیوند را از طریق میکروسکوپ
تباین تداخلی دیفرانسیلی (DIC) می‌دهد.
لوه توضیح می‌دهد: “تجزیه و تحلیل چگالی بار سطح سلول، بینش‌های جدیدی نسب به
برهم‌کنش سلول – سلولِ حاکم بر پسیکوفیزیولوژی در شرایط فیزیولوژیکی نزدیک، ارائه
می‌کند.”
این پژوهشگران جزئیات نتایج کار تحقیقاتی خود را در مجله‌ی Nano Letters منتشر
کرده‌اند.
