تشخیص زودهنگام سرطان و توسعه پزشکی شخصی

گروهی از محققان آمریکایی یک حسگر زیستی بسیار حساس ساخته‌اند که می‌تواند در تشخیص زودهنگام سرطان و توسعه پزشکی شخصی مورد استفاده قرار بگیرد.

گروهی از محققان آمریکایی یک حسگر زیستی
بسیار حساس ساخته‌اند که می‌تواند در تشخیص زودهنگام سرطان و توسعه پزشکی
شخصی مورد استفاده قرار بگیرد. محمد عالم، استاد مهندسی برق و رایانه
دانشگاه پوردو می‌گوید این ابزار که می‌تواند چندصد برابر حساس‌تر از
حسگرهای زیستی موجود باشد، ویژگی دو نوع حسگر مختلف را با یکدیگر ترکیب
می‌کند.

او توضیح می‌دهد: «هر یک از این حسگرهای زیستی دارای حساسیت محدودی هستند،
اما وقتی باهم ترکیب شوند، حسگر به‌دست آمده از هر دو حسگر قبلی بهتر خواهد
بود».

 

 
این ابزار که حسگر زیستی Flexure-FET
نامیده می‌شود، یک حسگر مکانیکی را با یک حسگر الکتریکی ترکیب می‌کند. حسگر
مکانیکی مولکول‌ها را بر اساس جرم یا اندازه آنها تشخیص می‌دهد و حسگر
الکتریکی با استفاده از بار الکتریکی مولکول‌ها آنها را شناسایی می‌کند.
حسگر جدید هم مولکول‌های باردار و هم مولکول‌های خنثی را شناسایی کرده و
امکان کاربردهای وسیع‌تر را فراهم می‌آورد.

این حسگر دو کاربرد بالقوه دارد:

۱٫ پزشکی شخصی که در آن فهرستی از پروتئین‌ها و DNA برای هر فرد بیمار ثبت
می‌شود تا امکان تشخیص دقیق‌تر و درمان بهتر ایجاد شود؛

۲٫ تشخیص زودهنگام سرطان و بیماری‌های دیگر.

عالم می‌گوید در تشخیص سرطان این ابزار امکان شناسایی مقادیر بسیار کمی از
اجزای DNA و پروتئین‌های تغییر یافته توسط سرطان را بسیار زودتر از آنکه
بتوان بروز این بیماری را با استفاده از روش‌های تصویربرداری تشخیص داد،
فراهم می‌آورد.

بخش مکانیکی این حسگر یک پایه نوسانگر از جنس نقره یا سیلیکون است که شبیه
تخته شیرجه می‌باشد. زیر این پایه یک ترانزیستور قرار دارد که بخش الکتریکی
حسگر را می‌سازد.

در زیست‌حسگرهای مکانیکی دیگر، فرکانس ارتعاش یا خم شدن پایه نوسانگر توسط
یک لیزر اندازه گرفته می‌شود؛ بسته به نوع مولکولی که روی نوسانگر
می‌نشیند، فرکانس ارتعاش و میزان انحراف آن تغییر می‌کند. در این حسگر جدید
به جای لیزر از یک ترانزیستور برای اندازه‌گیری ارتعاش یا خم‌شدگی استفاده
شده است.

حساسیت این حسگر جدید با قرار دادن پایه نوسانگر و ترانزیستور در یک
«بایاس» افزایش بسیار زیادی یافته است. پایه نوسانگر با استفاده از یک
میدان الکتریکی که آن را پایین نگه می‌دارد، بایاس می‌شود. این خم شدن
اولیه نوسانگر، حساسیت آن را تا حد بسیار زیادی افزایش می‌دهد. ترانزیستور
نیز با اعمال یک اختلاف پتانسیل بایاس شده و عملکرد آن به بیشترین مقدار
خود می‌رسد.

جزئیات این تحقیق در Proceedings of the National Academy of Sciences
منتشر شده است.