به گزارش خبرنگار علم و فناوری ایسکانیوز؛ محققان معتقدند که این حسگر راه‌های جدیدی را برای شناسایی و مدیریت بیماری‌ها و اختلالات، ردیابی پاسخ بیماران به درمان و تسریع توسعه داروهای مؤثرتر باز کند. نکته جالب توجه این است که حسگر چگونه فرآیندهای بیوشیمیایی طبیعی را دنبال می‌کند، مانند نحوه تبدیل مولکول‌ها و تعامل درون بدن ما.

محققان مؤسسه نانوسیستم‌های دانشگاه کالیفرنیا، ساخته‌های خود را «سنسورهای مبتنی بر واکنش متابولیک پشت سر هم» یا به اختصار حسگرهای TMR می‌نامند. آنها مانند آزمایشگاه‌های شیمی مینیاتوری برای نظارت بر متابولیت‌ها کار می‌کنند. حسگرها روی الکترودهای کوچک ساخته شده از نانولوله‌های کربنی تک جداره بسیار کوچک ساخته شده‌اند. دانشمندان آنزیم‌ها و مولکول‌های کمکی را روی این الکترودها قرار دادند که به واکنش‌های شیمیایی به نام «کوفاکتور» کمک می‌کنند.

بیشتر بخوانید:

داده‌های ساعت هوشمند به کنترل دیابت کمک می‌کنند

هنگامی که یک متابولیت خاص (مولکولی که می‌خواهند تشخیص دهند) به حسگر نزدیک می‌شود، آنزیم‌ها باعث واکنش شیمیایی می‌شوند. این واکنش برای متابولیت هدف بسیار خاص است. گاهی اوقات، حسگر می‌تواند متابولیت را مستقیماً از طریق این واکنش تشخیص دهد. در مواقع دیگر، اگر متابولیت مستقیماً قابل تشخیص نباشد، آنزیم‌ها ابتدا آن را به مولکول دیگری تبدیل می‌کنند که قابل تشخیص باشد. این تبدیل می‌تواند از طریق یک سری مراحل مانند مسیرهای متابولیک طبیعی در بدن اتفاق بیفتد. این توانایی برای اجرای چندین واکنش به همین دلیل است که آنها را حسگرهای مبتنی بر واکنش متابولیک پشت سر هم می‌نامند.

بخش کلیدی این واکنش‌ها تبادل الکترون است. هنگامی که آنزیم‌ها روی متابولیت عمل می‌کنند، می‌توانند باعث حرکت الکترون‌ها شوند. این حرکات الکترون باعث ایجاد جریان الکتریکی در سطح نانولوله‌های کربنی می‌شود. سپس سنسور این جریان الکتریکی را اندازه‌گیری می‌کند. مقدار جریان به دانشمندان می‌گوید که چه مقدار از متابولیت موجود است. بنابراین، جریان بالاتر به معنای بیشتر متابولیت و جریان کمتر به معنای کمتر است.

اساساً، حسگرهای TMR از واکنش‌های شیمیایی خود طبیعت، که روی یک سطح الکتریکی کوچک اتفاق می‌افتد، استفاده می‌کنند تا حضور متابولیت‌ها را به یک سیگنال الکتریکی قابل اندازه‌گیری تبدیل کنند.

از طریق یک مرحله تبدیل، این حسگرها می‌توانند بیش از دو سوم متابولیت‌های مختلف تولید شده در بدن انسان را شناسایی کنند. این می‌تواند تصویر دقیقی از آنچه در مورد وضعیت بیمار در حال رخ دادن است و نحوه پاسخ آنها به یک درمان به ما بدهد.

انتهای پیام/