تسریع در شناسایی ویروس کرونا توسط فراماده‌های فتونیکی با دقت بالا

۲۳ دی ۱۳۹۹ | ۰۷:۵۵ کد : ۶۹۳ اخبار دانشگاه
تعداد بازدید:۳۷۹

پروژه شناسایی ویروس کرونا توسط فراماده‌های فتونیکی با دقت بالا با همکاری دانشمندانی از کشورهای مختلف ازجمله عضو هیئت علمی دانشگاه آزاد اسلامی ورامین-پیشوا انجام شد

.

پروژه شناسایی ویروس کرونا توسط فراماده‌های فتونیکی با دقت بالا که با همکاری دانشمندانی از کشورهای مختلف ازجمله سید‌امیر قریشی عضو هیئت علمی دانشگاه آزاد اسلامی ورامین-پیشوا، صورت گرفته، ساختارهای فراماده برای نخستین‌بار برای تشخیص پروتئین ویروس کرونا به کار گرفته شده است.

با توجه به نیاز به حسگرهایی با دقت بالا و پاسخ‌دهی در زمان کوتاه، وجود ادواتی با حساسیت بالا در تشخیص ویروس‌ها در زمان کم بسیار ضروری است و ارائه روش‌هایی بر مبنای آسیب نرساندن به بدن بیمار دارای اهمیت بوده و دستیابی به این ویژگی‌ها توسط علم فتونیک امکان‌پذیر است.

فراماده‌های فتونیکی امکان شناسایی انواع ویروس‌ها با دقت بسیار بالا را به سادگی فراهم می‌کند، پارامترهای دخیل در مکانیزم شناسایی ویروس در فراماده‌های نوری عبارتند از ضریب کیفیت تشدید به‌وجود آمده در اثر برخورد نور با فراماده و حجم پایین این تشدیدهاست.

گروه تحقیقاتی یادشده به همین منظور فراماده‌ایی را طراحی کردند که قابلیت تشدید در فرکانس‌های تراهرتز را دارا هستند، این طراحی بر مبنای برانگیختگی تشدید با ضریب کیفیت بسیار بالا و‌حجم پایین است.

در این روش ابتدا پادتن ویروس کرونا بر روی فراماده قرار داده می‌شود، سپس پروتئین فعال کرونا بر روی فراماده تزریق می‌شود. در پی این فرآیند پروتئین‌های کرونا توسط پادتن‌های موجود بر روی فراماده شکار می‌شوند و سپس پروتئین‌هایی که در این فرآیند به صورت آزادانه رها شده‌اند از روی فراماده پاک می‌شوند و در نتیجه یک فراماده همراه با پروتئین کرونا آماده و‌ تابش نور تراهرتز به این ساختار باعث تغییر رفتار فرکانسی فراماده می‌شود.

مقایسه پاسخ فرکانسی فراماده بدون حضور پروتئین کرونا و در حضور آن بیانگر تفاوت به وجود آمده در پاسخ فرکانسی است.

در این پروژه نشان داده شد که رفتار فراماده طراحی شده در حضور پروتئین دستخوش تغییرات زیادی می‌‌شود. سطح و آنالیز تغییرات نشان داد که ساختار فراماده حساسیت بسیار بالایی به حضور پروتئین کرونا در غلظت‌های بسیار پایین در واحد فمتومولار دارد.

با مقایسه سرعت تشخیص فرآیند با روش‌های موجود می‌توان به این آگاهی دست یافت که فراماده‌ها به طرز شگفت‌انگیزی سرعت تشخیص را بالا می‌برند. در مقیاس آماری روش‌های موجود دارای سرعت تشخیصی بین یک الی سه روز را دارا هستند، حال اینکه فراماده‌ها امکان تشخیص ویروس با حساسیت بالا را در کمتر از یک ساعت فراهم می‌کند.

یکی از ویژگی‌های منحصربه‌فرد این روش، نیاز نداشتن به برخورد فیزیکی میان بیمار و کادر درمانی است به این ترتیب که مقداری از آب بزاق بیمار برای تشخیص ویروس کافی است.

ناگفته نماند در روش‌های موجود، تشخیص بیماری در روزهای ابتدایی امکان‌پذیر نیست و این به‌دلیل حساسیت کم حسگرهای موجود در بیمارستان‌ها و‌ کلینیک‌هاست، در حالی که در روش ارائه شده بر مبنای فراماده‌های نوری تشخیص بیماری از روز نخست از ترشحات بزاق امکان‌پذیر بوده که به‌دلیل حساسیت بالای این حسگرهای نوری است که باعث تشخیص بیماری در اسرع وقت و قبل از پیشروی آن در بدن می‌شود.

نتایج تحقیق اخیر در مجله Biosensors and Bioelectronics با ایمپکت فاکتور ۱۰/۲۵۷ و رتبه جهانی اول در زمینه حسگرهای نوری و الکترونیکی چاپ شده است

.


نظر شما :