حسگر جدید ابداع‌شده در دانشگاه «ام‌آی‌تی» همان مولکول‌هایی را شناسایی می‌کند که گیرنده‌های سلولی شناسایی می‌کنند و شاید بتواند غربالگری اولیه را برای تشخیص سرطان و سایر بیماری‌ها مانند آلزایمر امکان‌پذیر کند.
کد خبر: ۱۶۲۰۶۶
تاریخ انتشار: ۰۲ : ۰۹ - ۰۲ مرداد ۱۴۰۲

گروهی از پژوهشگران به سرپرستی دانشگاه «ام‌آی‌تی»(MIT) با الهام از سیستم‌های حسی طبیعی، حسگر جدیدی را طراحی کرده‌اند. این حسگر می‌تواند همان مولکول‌هایی را شناسایی کند که گیرنده‌های سلولی طبیعی شناسایی می‌کنند.

پژوهشگران در این پروژه که چندین فناوری جدید را ترکیب می‌کند، نمونه اولیه یک حسگر را ابداع کردند که می‌تواند یک مولکول ایمنی به نام «CXCL۱۲» را تا ده‌ها یا صدها قسمت در میلیارد تشخیص دهد. به گفته پژوهشگران، این اولین گام مهم برای توسعه سیستمی است که می‌توان از آن برای انجام دادن غربال‌گری‌های معمولی سرطان‌های غیرقابل تشخیص و تومورهای متاستاتیک یا به‌ عنوان بینی الکترونیکی استفاده کرد.

«شوگوانگ ژانگ»(Shuguang Zhang) پژوهشگر ارشد این پروژه گفت: امید ما این است که دستگاهی ساده بسازیم تا به کاربر کمک کند آزمایش‌های خانگی را با ویژگی و حساسیت بالا انجام دهد. هرچه زودتر سرطان را تشخیص دهید، درمان بهتری انجام می‌شود. بنابراین، تشخیص دادن زودهنگام سرطان، یکی از زمینه‌های مهمی است که ما می‌خواهیم در آن پیشرفت کنیم.

در ساخت این دستگاه، از غشایی الهام گرفته شده که همه سلول‌ها را احاطه کرده است. در چنین غشایی، هزاران پروتئین گیرنده وجود دارد که مولکول‌های موجود در محیط را شناسایی می‌کنند. پژوهشگران برخی از این پروتئین‌ها را به گونه‌ای اصلاح کردند که بتوانند در بیرون از غشاء زنده بمانند و آنها را در لایه‌ای از پروتئین‌های متبلور در بالای مجموعه‌ای از ترانزیستورهای گرافینی قرار دادند. هنگامی که مولکول مورد نظر در یک نمونه شناسایی می‌شود، ترانزیستورها اطلاعات را به رایانه یا تلفن همراه هوشمند منتقل می‌کنند.

به گفته پژوهشگران، این نوع حسگر ممکن است برای بررسی مایعات بدن مانند خون، اشک یا بزاق سازگار باشد و بسته به نوع پروتئین گیرنده مورد استفاده، بتواند اهداف متفاوت را به طور همزمان بررسی کند.

«روی کینگ»(Rui Qing) از پژوهشگران این پروژه گفت: ما گیرنده‌های حیاتی را از سیستم‌های بیولوژیکی شناسایی می‌کنیم و آنها را روی یک رابط بیوالکترونیکی قرار می‌دهیم. این کار به ما امکان می‌دهد تا همه سیگنال‌های بیولوژیکی را جمع‌آوری کنیم و سپس، آنها را به خروجی‌های الکتریکی تبدیل کنیم که می‌توان آنها را با کمک ماشین‌ها تحلیل و تفسیر کرد.

پروتئین‌های گیرنده

بیشتر حسگرهای تشخیصی کنونی، بر پایه آنتی‌بادی‌ها یا آپتامرها ساخته شده‌اند که می‌توانند مولکول مورد نظر را از مایعی مانند خون جذب کنند. با وجود این، هر دو روش با محدودیت‌هایی همراه هستند. آپتامرها به راحتی توسط مایعات بدن تجزیه می‌شوند و ساخت آنتی‌بادی‌ها به گونه‌ای که هر دسته یکسان باشد، دشوار است.

یکی از روش‌های جایگزین که دانشمندان بررسی کرده‌اند، ساخت حسگرهایی براساس پروتئین‌های گیرنده موجود در غشای سلولی است که سلول‌ها از آن برای نظارت و واکنش نشان دادن به محیط خود استفاده می‌کنند. ژنوم انسان، هزاران گیرنده از این قبیل را رمزگذاری می‌کند. با وجود این، کار کردن با پروتئین‌های گیرنده دشوار است زیرا پس از حذف شدن از غشای سلولی، تنها در صورتی ساختار خود را حفظ می‌کنند که در مواد پاک‌کننده معلق باشند.

این گروه پژوهشی در سال ۲۰۱۸، روش جدیدی را برای تبدیل کردن پروتئین‌های آب‌گریز به پروتئین‌های محلول در آب گزارش دادند. این کار که به واسطه تعویض چند آمینواسید آب‌گریز با آمینواسیدهای آب‌دوست انجام می‌گرفت، روش «کد QTY» نامیده شد.

ژانگ گفت: پژوهشگران دهه‌ها تلاش کرده‌اند از گیرنده‌های حسی استفاده کنند اما این روش برای استفاده گسترده، چالش‌برانگیز است زیرا گیرنده‌ها برای پایدار نگه داشتن آنها به مواد پاک کننده نیاز دارند. مزیت روش ما این است که می‌توانیم گیرنده‌ها را به صورت محلول در آب درآوریم و آنها را در مقادیر زیاد و با قیمت ارزان تولید کنیم.

ژانگ و «اووه اسلیتر»(Uwe Sleytr) که همکاران قدیمی هستند، تصمیم گرفتند نسخه‌های محلول در آب پروتئین‌های گیرنده را با استفاده از پروتئین‌های باکتریایی که اسلیتر سالها روی آنها مطالعه کرده است، به یک سطح متصل کنند. این پروتئین‌ها که به عنوان پروتئین‌های لایه S شناخته می‌شوند، بیرونی‌ترین لایه سطحی پوشش سلولی در بسیاری از انواع باکتری‌ها و آرکی‌ها هستند.

هنگامی که پروتئین‌های لایه S متبلور می‌شوند، آرایه‌های تک‌مولکولی منسجم را روی یک سطح تشکیل می‌دهند. اسلیتر پیشتر نشان داده بود که این پروتئین‌ها را می‌توان با پروتئین‌های دیگری مانند آنتی‌بادی‌ها یا آنزیم‌ها ترکیب کرد. پژوهشگران در این پروژه، از پروتئین‌های لایه S برای ایجاد یک صفحه بسیار متراکم و بی‌حرکت نسخه محلول در آب پروتئین گیرنده «CXCR۴» استفاده کردند. این گیرنده به یک مولکول موسوم به «CXCL۱۲» متصل می‌شود که نقش مهمی در بروز چندین بیماری انسانی از جمله سرطان دارد و همچنین، به گلیکوپروتئین پوشش HIV متصل می‌شود که مسئول ورود ویروس به سلول‌های انسانی است.

اسلیتر گفت: ما از این سیستم‌های لایه S استفاده می‌کنیم تا به همه مولکول‌های کاربردی امکان دهیم که به سطح یک آرایه تک‌مولکولی در یک جهت کاملا مشخص متصل شوند. این کار مانند مرتب کردن بسیار دقیق مهره‌های گوناگون روی یک صفحه شطرنج است.

پژوهشگران، فناوری حسگر خود را «RESENSA» نامیدند که مخفف «آرایه نانو حسگر الکتریکی گیرنده لایه S» است.

حساسیت و زیست‌تقلیدپذیری

لایه‌های S متبلور می‌توانند تقریبا روی هر سطحی رسوب کنند. پژوهشگران برای این کاربرد، لایه S را به تراشه‌ای با آرایه‌های ترانزیستوری مبتنی بر گرافین متصل کردند. ضخامت تک‌اتمی ترانزیستورهای گرافین، آنها را برای توسعه آشکارسازهای بسیار حساس ایده‌آل می‌کند.

«مانتیان ژو»(Mantian Xue) از پژوهشگران این پروژه، تراشه را به گونه‌ای تطبیق داد که بتوان آن را با یک لایه دوتایی از پروتئین‌های لایه S متبلور متصل به پروتئین‌های گیرنده محلول در آب پوشاند. هنگامی که یک مولکول از نمونه به پروتئین گیرنده متصل می‌شود، ویژگی‌های الکتریکی گرافین به گونه‌ای تغییر می‌کند که می‌توان به راحتی کمیت آن را تعیین کرد و به رایانه یا تلفن همراه هوشمند متصل به تراشه انتقال داد.

ژو گفت: ما گرافین را به عنوان ماده مبدل انتخاب کردیم زیرا دارای ویژگی‌های الکتریکی عالی است و می‌تواند سیگنال‌ها را بهتر منتقل کند. این بالاترین نسبت سطح به حجم را دارد زیرا ورقه‌ای از اتم‌های کربن است. بنابراین، هر تغییر ناشی از رویدادهای اتصال پروتئین روی سطح، مستقیما به کل مواد منتقل می‌شود.

تراشه ترانزیستور گرافین را می‌توان با پروتئین‌های گیرنده لایه S پوشاند که تراکم آنها یک تریلیون گیرنده در سانتی‌متر مربع است. این ویژگی به تراشه امکان می‌دهد تا از حداکثر حساسیت ارائه‌شده توسط پروتئین‌های گیرنده در محدوده بالینی مرتبط برای آنالیت‌های مورد نظر در بدن انسان استفاده کند. به گفته پژوهشگران، این تراشه می‌تواند اندازه‌گیری‌های قابل اعتماد را حتی در مورد مولکول‌های کمیاب، مانند مولکول‌هایی که می‌توانند حضور تومور را در مراحل اولیه سرطان یا آغاز بیماری آلزایمر نشان دهند، تضمین ‌کند.

به گفته پژوهشگران، به لطف استفاده از کد QTY می‌توان پروتئین‌های گیرنده طبیعی موجود را تغییر داد و از آنها برای تولید مجموعه‌ای از حسگرها در یک تراشه استفاده کرد تا تقریبا هر مولکولی را که سلول‌ها می‌توانند شناسایی کنند، نمایش دهند.

کینگ گفت: هدف ما این است که فناوری پایه را توسعه دهیم تا امکان ساخت یک دستگاه قابل حمل را در آینده فراهم کنیم. شاید بتوان چنین دستگاهی را با تلفن‌های همراه و رایانه‌ها ادغام کرد تا آزمایش در خانه انجام شود و به سرعت مشخص شود که آیا باید به پزشک مراجعه کرد یا خیر.

«پیرو باگلیونی»(Piero Baglioni) استاد «دانشگاه فلورانس»(University of Florence) که در این پژوهش شرکت نداشت، گفت: این سیستم جدید، ترکیبی از زمینه‌های پژوهشی گوناگون مانند زیست‌شناسی مولکولی و مصنوعی، فیزیک و مهندسی برق است که در روش این گروه پژوهشی به خوبی ادغام شده‌اند. علاوه بر این، من معتقدم که این پیشرفت می‌تواند در تشخیص دادن بسیاری از بیماری‌ها سودمند باشد.

این پژوهش، در مجله «Science Advances» به چاپ رسید.

منبع:
ایسنا
برچسب ها: حسگر ، سرطان ، آلزایمر
نام:
ایمیل:
* نظر:
(اخبار خودرو)
مشخصات 6 ماشین بین 100 تا 250 میلیون

مشخصات 6 ماشین بین 100 تا 250 میلیون

نگاهی به ویژگی‌های شش محصول مختلف و مهیج بازار هاچ‌بک کراس‌های ایران در بخش میانی که در بازه قیمتی ۱۰۰ تا ۲۵۰ میلیون تومان قیمت دارند و اغلب‌شان آپشن‌های معمول یک خودرو مدرن را به شما می‌دهند.
جادوی مهندسی وزن در ابرخودروی تواتارا

جادوی مهندسی وزن در ابرخودروی تواتارا

محصولی که به رغم قدرت و بازده بالا، تنها 1274 کیلوگرم وزن دارد و جالب آنکه ضریب درگ بدنه آن فقط 0.279 است. عدد مذکور همچنین اشاره مستقیم به موفقیت مهندسان اس اس سی نورث آمریکا در طراحی ائروداینامیک بدنه این محصول دارد.
معرفی 15 خودروی جان سخت

معرفی 15 خودروی جان سخت

از آنجایی که کمتر شاهد شرایط سخت و دشوار هستیم خودروهای جا‌ن‌سخت و مقاوم نیز نسبت به خودروهای معمولی کمتر ساخته می‌شوند. در این بین باز هم خودروهایی وجود دارند که در شرایط سخت‌ و دشوار خم به ابرو نمی‌آورند و به قول معروف برای آخرالزمان ساخته شده‌اند. از آنجایی که مشاهده این خودروها و بررسی اطلاعات فنی آنها خالی از لطف نیست در ادامه با هم به خودروهایی که برای آخرالزمان ساخته شده‌اند نگاهی خواهیم داشت.
تولید جگوار متوقف شد

تولید جگوار متوقف شد

کمبود باتری ال جی، تولید خودروهای برقی جگوار را متوقف کرد.برای سومین‌بار در چهار سال اخیر، ناتوانی ال‌جی در تأمین باتری مورد نیاز خودروسازان مشکل‌ساز شده است. باتری‌های لیتیوم مورد نیاز جگوار برای مدل آی‌پیس توسط کارخانه ال‌جی در لهستان تأمین می‌شود.
جدیدترین قیمت خودروهای وارداتی

جدیدترین قیمت خودروهای وارداتی

برخلاف خودروهای داخلی که در هفته اخیر و تا به امروز شاهد افزایش چشمگیر قیمت آنان بوده ایم، بازار خودروهای وارداتی دوران آرامی را سپری می کنند و با مروری بر جدیدترین قیمت خودروهای وارداتی در 13 آبان ماه، می توانیم به ثبات قیمت آنان در بازار برسیم و نسبت به هفته گذشته تغییری در قیمت آنان احساس نشده است.
(سلامت)
عامل کشندگی ویروس کرونا

عامل کشندگی ویروس کرونا

عضو هیئت علمی دانشگاه علوم پزشکی شهید بهشتی، با اشاره به اوج گیری مجدد کرونا، گفت: این ویروس از چنگ آنتی بادی هم جان سالم به در می برد.
آمار ریزش بیمه شدگان در پی شیوع کرونا

آمار ریزش بیمه شدگان در پی شیوع کرونا

معاون بیمه ای سازمان تامین اجتماعی درباره ریزش تعداد بیمه شدگان سازمان تامین اجتماعی در ماه های اخیر به علت تعطیلی های برخی مشاغل بدنبال شیوع بیماری کرونا اظهار کرد: کاهش افراد تحت پوشش، خیلی نگران کننده نیست. طبق پیش بینی ها، کاهشی که در خرداد ماه داشتیم حدود ۱۰۰ هزار نفر بود.
تاثیر داروی روماتیسم در مقابله با کرونا

تاثیر داروی روماتیسم در مقابله با کرونا

محققان در مطالعه ای کوچک دریافتند داروی تقویت کننده سیستم ایمنی بدن مورداستفاده برای بیماران مبتلا به روماتیسم مفصلی برای بهبود بیماران مبتلا به کووید۱۹ بستری در بیمارستان امیدبخش بوده است.
(متریال)
دکوراسیون داخلی به سبک اسپانیایی

دکوراسیون داخلی به سبک اسپانیایی

سبک اسپانیایی در هسته خود، همزمان زمینی، خودمانی و با شکوه است. خاکی ترین مواد طبیعی با رنگ های غنی و گرم همراه می شوند؛ تا فضایی اصیل و دنج در بزرگترین خانه ها ایجاد کنند. سبک اسپانیایی بر رابطه بین دنیای طبیعی و جهان انسان تأکید دارد و ادغام زیبایی هر دو. آراستن سقف های سفالی سرزنده با طاقی های گچی. طاقی سقف با تیرک های تیره روستایی تنظیم می شوند. همچنین سرمای بیرون به سبب صمیمی بودن این سبک، گرم می شود.
هویتی که خاکسترشد

هویتی که خاکسترشد

هفته ای که گذشت برای جامعه فرهنگ و معماری بی نهایت دشوار بود. آتش سوزی موزه ملی برزیل، مرکز فرهنگ و هنر 200 ساله ای که روز دوشنبه هفته گذشته در آتش سوخت، نه تنها مصنوعات تاریخی ارزشمند را نابود کرد،
مدرسه یا دهکده: مساله این است

مدرسه یا دهکده: مساله این است

طراحی ساختمان پیش دبستانی سن خوزه به دلیل برخی تفاوت های عمده نسبت به سایر ساختمان های آموزشی، مختص به کودکان بین 4 الی 6 سال بوده و از کالبد و شکل منحصربه فردی بهره می برد.
تاثیر استفاده از لوگو شرکت در طراحی داخلی فضای اداری

تاثیر استفاده از لوگو شرکت در طراحی داخلی فضای اداری

سبک های طراحی داخلی جدید و خلاقانه متنوعی ظهور کرده و طراحی منازل را دستخوش تغییر و تحول می کنند و اما دفاتر، شرکت ها و فضاهای اداری نیز از این تغییرات بی بهره نمانده اند؛ تغییراتی که صد البته مثبت و کاربردی هستند و بر اساس روانشناسی محیط کاری بدست آمده اند.
(ورزشی)
حمله تند آذری به محمود فکری

حمله تند آذری به محمود فکری

سعید آذری مدیرعامل باشگاه فولاد به ویدئوی منتشره انتهای بازی که در آن الفاظی از سوی سرمربی استقلال به کار برده می‌شود واکنش نشان داد.
هفت شاکی پرسپولیس مشخص شدند

هفت شاکی پرسپولیس مشخص شدند

سرپرست باشگاه پرسپولیس تصمیم به پرداخت تمام مطالبات فصل گذشته بازیکنان فعلی این تیم گرفت و برای رسیدگی به این موضوع پرونده‌ها را دوباره به جریان انداخت.
پرونده ویژه
قیمت‌ها در بازارها ریزشی می‌شوند؟

قیمت‌ها در بازارها ریزشی می‌شوند؟

بررسی بازارهای مختلف نشان می‌دهد در میان بازارهای اصلی ایران هر بازار رفتار منحصر به فردی داشته: از یکسو بازار مسکن در سکوت و بدون کاهش قیمت روزهای خود را سپری می‌کند و در سویی دیگر نرخ ارز و خودرو که در روزهای اول اسفندماه شتاب فزاینده‌ای را تجربه می‌کردند حالا روند کاهشی را از سرگرفتند.
شهرداری تهران از زباله های کرونایی غافل است

شهرداری تهران از زباله های کرونایی غافل است

دستکش های یک بار مصرف پس از استفاده از سطل های زباله شهری سر در می آورد که در پی آن کودکان زباله گرد از آن به عنوان مواد پلاستیکی قابل بازیافت استفاده و در کیسه های خود می ریزند. از سوی دیگر به نظر می رسد مدیریت شهری تدبیری برای تفکیک این زباله های کرونایی نداشته باشد و خود نمی داند با این منابع آلوده باید چه کند و بدین ترتیب این زباله های خطرناک همانند سایر زباله ها در کهریزک دفن می شود؛ بدین ترتیب مدیریت شهری با عدم درایت خود به انتشار این ویروس در سطح جامعه دامن می زند
نجات باغ آذری شاید وقتی دیگر

نجات باغ آذری شاید وقتی دیگر

بافت فرسوده و اعتیاد دو غده چرکین محله باغ آذری است. خانه های 30 تا 40 متری ای که در هر کدام از آنها دو تا سه خانوار زندگی می کنند. خانه هایی که از شدت فرسودگی هر لحظه امکان ریزش آن وجود دارد يا اگر کوچکترین زلزله ای در تهران بیاید؛ تمامی این خانه هاخراب می شود و امکان امداد رسانی هم به اهالی این گود وجود ندارد،کوچه ها آنقدر باریک اند که یک خودرو امدادی نمی تواند داخل آن برود....
سامانه 137، از حرف تا عمل

سامانه 137، از حرف تا عمل

آنچه می‌تواند سبب آسیب شود این است که افرادی تماس می‌گیرند اما به نتیجه نمی‌رسند؛ امروز ه به مواردی برخورد می کنیم که گفتند بارها تماس گرفتیم. تماس‌های مکرری که نتیجه‌ای در پی ندارد. این اتفاق به سیستم مدیریت شهری، رضایت مردم و شهرداری به عنوان مجموعه خدماتی آسیب می‌زند که در این زمینه باید دقت کافی داشته باشیم و اعتماد عمومی را نشانه گرفته است.
مسکن ویژه در تمام شهر تهران ساخته می‌شود/شهرداری تسهیلگر ساخت مسکن برای همه اقشار جامعه است

مسکن ویژه در تمام شهر تهران ساخته می‌شود/شهرداری تسهیلگر ساخت مسکن برای همه اقشار جامعه است

قرار است مسکن ویژه در تمام شهر ساخته شود، این مسکن بیشتر برای افرادی که می خواهند به محل کار خود در یک منطقه از شهر نزدیک باشند، دانشجویان یا افراد تازه ازدواج کرده در نظر گرفته شده و برای تسهیل در ساخت آن کمک می کنیم سازندگان خوشنام تقویت شوند تا بازار کسب و کار درست تقویت شود، در نتیجه چنین کاری است که مردم هم به ما اعتماد می کنند.
ساخت و ساز‌های غیرکارشناسی بیمارستان‌ها صدای شهروندان را در آورد

ساخت و ساز‌های غیرکارشناسی بیمارستان‌ها صدای شهروندان را در آورد

کافی است سری به یکی از بیمارستان‌های تهران بزنید تا به وضوح شاهد پارک تعداد بسیاری از خودرو‌های متعلق به این بیمارستان‌ها در مقابل پارکینگ اهالی همجوار آن‌ها باشید، موضوعی که این روز‌ها صدای شهروندان این منطقه را درآورده است.
آرشیو
آخرین اخبار
ورزشی
سلامت
خودرو
استان ها
پربازدید
پربحث
تازه‌های شبکه‌های اجتماعی
آرشیو
معرفی‌نرم افزارهای‌کاربردی
آرشیو
تیتریاب
فیلم
۱
فیلم های دیگر
بین‌الملل
جانسون خواستار شکست ترامپ در انتخابات

جانسون خواستار شکست ترامپ در انتخابات

یک نشریه انگلیسی گزارش داد، نخست وزیر این کشور به شدت مایل به باختن دونالد ترامپ در انتخابات ریاست جمهوری ماه نوامبر آمریکا و پیروزی جو بایدن در این انتخابات است.
تراکم حملات ضد آمریکایی در عراق

تراکم حملات ضد آمریکایی در عراق

تراکم حملات ضد آمریکایی در نقاط مختلف عراق حاکی از آن است که تروریست های آمریکایی گزینه‌ای جز خروج از این کشور را در مقابل خود نمی بینند.
پوتین همیشه سر حرفش می‌ماند

پوتین همیشه سر حرفش می‌ماند

در شرح خاطرات رئیس جمهور سابق فرانسه که روز جمعه در پاریس منتشر شد، نیکولا سارکوزی – که در سال‌های ۲۰۰۷ تا ۲۰۱۲ بر سرکار بود- ولادیمیر پوتین، رئیس جمهور روسیه را مردی می‌داند که بر سر حرفش می‌ماند.
ترکیه درباره لیبی به مصر هشدار داد

ترکیه درباره لیبی به مصر هشدار داد

آنکارا روز چهارشنبه با بیان اینکه با مسکو برای تداوم فشار جهت آتش بس در لیبی به توافق رسیده اما خواستار خروج نیروهای "ارتش ملی" از پایگاه های اصلی است، در خصوص هرگونه استقرار نیروهای مصری در لیبی هشدار داد.
آرشیو
جدیدترین اخبار شهرداری تهران
آرشیو