سایت فناوری های همگرا-محققان موفق به ساخت تراشه‌ای شدند که قادر است درون سلول قرار گرفته و برخی آنالیزهای درون سلولی را انجام دهد. این تراشه هیچ آسیبی به سلول نمی‌زند.
تراشه‌ای که برای آنالیز موادشیمیایی، داخل سلول قرار می‌گیرد
به گزارش سایت فناوری های همگرا به کمک روشهای چندگانهی زیستی میتوان آنالیتهای متعددی از قبیل پروتئینها و سایر اجزای ملکولی را همزمان در یک نمونه تشخیص داد. تراشههای آرایه مسطح از مجموعهای از حسگرهای مستقل تشکیل شدهاند که بر روی یک بدنهی جامد قرار گرفتهاند و امکان سنجشهای چندگانه به صورت موازی را به وجود میآورند. این تراشه‌ها انقلابی در آنالیز مولکولی به وجود آورده‌اند.
اخیرا محققان برای کاهش ابعاد نمونههای مورد آزمایش وهمچنین سرعت بخشیدن به شناسایی و آنالیز آنها از آرایههای معلق نانوذرات استفاده کرده‌اند. مولکولهایی برای به دام اندازی مورد استفاده قرار می‌گیرند، روی سطح میکروکره‌ها تثبیت می‌شوند و در قدم بعد مواد مورد نظر که قرار است شناسایی شوند روی سطح این کره‌ها به دام می‌افتند. امکان انجام آنالیز چند ماده به صورت موازی در اینجا قابل استفاده نیست زیرا هر میکروگوی تنها ظرفیت یک پیمایشگر را دارد.
دانشمندان به دنبال روشی هستند تا بتوان چند پیمایشگر را به صورت همزمان بر روی یک ذره استفاده کرد. دکتر خوزه آنتونیو پلازا میگوید: « با توجه به این که کوچکی ابعاد پیمایشگر مولکولی در کاربردهای زیستی از اهمیت بالایی برخوردار است، نیاز به کوچک کردن و توزیع یکنواخت ذرات در حال افزایش است. ما اخیرا یک تراشه با آرایهی صفحهای معلق را ارائه کردهایم که به کمک یک پیمایشگر مولکولی سهبعدی قابل آشکارسازی بوده و مزایای آرایه صفحهای و معلق را به طور همزمان دارد.»
نتایج این پروژه در قالب مقاله‌ای با عنوان Suspended Planar-Array Chips for Molecular Multiplexing at the Microscale در نشریه Advanced Materials منتشر شده است. یافته‌های محققان در این مقاله میتواند مقدمهای بر شناسایی چندگانه پارامترهای زیستی درون سلولی در ابعاد کوچک باشد. نتایج به دست آمده، حاصل تحقیقات مشترک دانشگاه بارسلون، موسسه زیستمهندسی کاتالونیا به سرپرستی لویزا-پرز-گارزیا و مرکز تحقیقات زیستی به سرپرستی ترسا سوارز بوده است.
این گروه تحقیقاتی حجم یک آرایه سیلیکونی مسطح را تا ۱ میلیارد بار کوچک کردند تا بتوانند تحلیل چندگانه را بر روی آرایهی مسطحی به حجم ۹ میکرومتر‌مکعب از تراشه انجام دهند. حجم تراشهی مذکور %۰.۳۵ یک یاختهی هیلا (که در پژوهشهای مربوط به سرطان کاربرد دارد) بود.
پیش از این محققان نشان داده بودند که تراشه‌هایی با ابعاد مشابه می توانند به راحتی در داخل سلول‌های هیلا زندگی کنند. این تراشه‌ها بر زنده ماندن سلول‌ها و بر تقسیم سلولی تاثیر نمی‌گذارند. در ادامه محققان از یک تراشهی نانومکانیکی رونمایی کردند که میتواند برای تشخیص تغییرات فشار داخل سلولی در سلول‌های زنده، استفاده شود و روش بررسی جدیدی بر اساس میکروسکوپ اسکن لیزر کانفوکال یافتند.
کلید اصلی در موفقیت این پروژه و ساخت این تراشه، ترکیب فناوری رایج ساخت میکرو تراشه با روش چاپ مولکولی موسوم به «لیتوگرافی قلم پلیمر یا PPL» است. این گروه تحقیقاتی از PPLبرای الگودهی مستقیم روی سطوح که قرار است تراشه در انجا تشکیل شود، استفاده کردند. از این تراشه میتوان در تشخیص پارامترهای بین سلولی فیزیکوشیمیایی استفاده کرد پارامترهایی در تعیین بیماری‌های ژنتیکی نقش مهمی دارند.
این گروه تحقیقاتی با استفاده از این روش موفق به تشخیص تغییرات pH بین سلولی در سلول‌های شدند. علاوه بر این، نتایج کار آنها نشان داد تراشه باعث مرگ سلول نمی‌شود.
پلازا و همکارانش در حال حاضر به دنبال توسعه‌ی تراشه‌هایی با پیمایشگر مولکولی جدید هستند که بتوانند مولکول‌های درون سلولی یا پارامترهای فیزیکوشیمیایی عملکرد سلول را شناسایی کنند. این روش در داخل سلول‌های زنده‌ی سالم و توسط یک دستگاه واحد انجام خواهد شد.
پلازا میگوید: « سلول‌ها سامانه‌های پیچیده‌ای هستند. در گذشته زیست‌شناسی سلولی به طور عمده مبنی بر مطالعات زیست‌شیمیایی بود. اما شواهد اخیر نشان می‌دهد که بیو‌شیمی سلول‌ها و خواص فیزیکی سلول به هم وابسته‌اند. بنابراین امکان استفاده از تراشههای داخل سلولی برای انجام مطالعات زیست‌شیمیایی و زیست‌فیزیکی به طور همزمان، دری جدید در مطالعات بنیادی زیست‌شناسی سلولی گشوده است.»
