دانشمندان با استفاده از زیست‌شناسی مصنوعی، نانولوله‌های زیست‌حس‌گر جدیدی را ساخته‌اند که قابلیت سنجش بهتری را در مایعات زیستی پیچیده مانند خون و ادرار نشان می‌دهند. زیستحسگرها دستگاه‌هایی هستند که مولکول‌های زیستی را در هوا، آب و خون شناسایی می‌کنند و کاربرد گسترده‌ای در تولید دارو، تشخیص بیماری و پژوهش‌های پزشکی دارند.
نیاز روزافزون به رصد پیوسته و لحظه‌ای نشان‌گرهای زیستی (بیومارکرها) در بیماری‌هایی مانند دیابت، ساخت دستگاه‌های زیست‌حس‌گر کارآمد و سبک را ایجاب می‌کند. برخی از کارآمدترین زیست‌حس‌گرهای نوری که اخیراً تولید می‌شوند از نانولوله‌های کربنی تک جداره ساخته شده‌اند. طول موج نوری که از نانولوله‌های کربنی ساطع می‌شود نزدیک به اشعه‌ی مادون قرمز است و در محدوده‌ی تراوایی مواد زیستی قرار دارد. به این معنی که آب، خون و بافت‌هایی مانند پوست، این نور ساطع شده را جذب نمی‌کنند. به همین دلیل، این زیست حس‌گرها برای کاشت در داخل بدن کاملاً مناسب هستند. بنابراین می‌توان آن‌ها را زیر پوست قرار داد و سیگنال نوری را بدون نیاز به نفوذ اتصال الکتریکی به سطح بدن دریافت کرد.
با این حال، پراکندگی نمک‌ها در همه‌ی بخش‌های یک مایع زیستی، چالشی فراگیر در طراحی دستگاه‌های قابل کاشت است. نوسان در غلظت نمک‌های بدن رویدادی طبیعی است. اما این نوسان بر قابلیت سنجش و عمل انتخابی حس‌گرهای زیستی که از نانولوله‌های یک لایه‌ی کربنی پوشیده ازDNA تک رشته ساخته شده‌اند، اثر می‌گذارد. گروهی از پژوهشگران، برای غلبه بر بعضی از این چالش‌ها، با استفاده از زیست‌شناسی مصنوعی، نانولوله‌های حس‌گرِ بدون تغییر ساخته‌اند. استفاده از زیست‌شناسی مصنوعی، ثبات زیادی به زیست‌حس‌گرهای نوری می‌بخشد و آن‌ها را برای استفاده در مایعات پیچیده‌ای مانند خون و ادرار و حتی کاشت در داخل بدن مناسب می‌کند.
آردمیس بوگوسن، مدیر زمایشگاهی که این پژوهش در آن انجام شده است می‌گوید: «کاری که ما کردیم این بود که نانولوله‌ها را در (زنونوکلئیک اسید (XNA)) یا همان DNA مصنوعی پیچیدیم. XNA توان تحمل نوسان طبیعی در غلظت نمک‌های بدن را دارد و می‌تواند سیگنال‌های باثبات‌تری ارسال کند.»
آلیس گیلن، نویسنده‌ی ارشد مقاله، مطالعه بر روی چگونگی تأثیر نمک‌های خاص بر تابش نوری زیستحسگرها را رهبری کرده است. این مطالعه بررسی غلظت متغیر یون‌ها را در محدوده‌های فیزیولوژیک مایعات عمومی بدن دربرمی‌گیرد. محققان با رصد شدت سیگنال‌های نانولوله‌ها و تغییر در طول موج سیگنال‌ها تصدیق کردند که حس‌گرهای مهندسی شده، نسبت به حس‌گرهای DNA مرسوم، ثبات بیشتری را در یک گستره‌ی وسیع از غلظت نمک نشان می‌دهند.
✅ لینک خبر
