سنسور جدید شناسایی متابولیت ها از عرق بدن
لینک بگیر: یک سنسور جدید عرق بدن، از سوراخ هایی به شکل مولکول برای شناسایی متابولیت های بیشتر استفاده می نماید تا اطلاعات بیشتری فراهم آورد.
به گزارش لینک بگیر به نقل از ایسنا و به نقل از نیو اطلس، اگرچه هم اکنون برخی از سنسورهای پوشیدنی روی پوست وجود دارند که متابولیت های موجود در عرق را شناسایی می کنند، اما فناوری تشخیص آنها محدود است، بعلاوه این که این حسگرها اغلب قابل استفاده مجدد نیستند.
اکنون یک نمونه جدید از یک "پلیمر حک شده مولکولی" استفاده می نماید تا بسیار مفیدتر از سنسورهای دیگر باشد. این دستگاه آزمایشی توسط تیمی در موسسه فناوری کالیفرنیا (Caltech) به رهبری پروفسور "وی گائو" تولید شده است.
گائو و تیمش قبل از این، حسگرهایی با آنزیم ها یا آنتی بادی های تعبیه شده به وجود آورده بودند که با مواد شیمیایی متابولیت خاصی در عرق کاربر واکنش نشان می دادند. سطوح غیرعادی و بالا یا پایین تعدادی از این مواد شیمیایی بعلاوه چندین مورد دیگر، می تواند نشان دهنده اختلالات خاصی باشد که نیاز به درمان دارند. با این وجود، متأسفانه آنزیم ها فقط می توانند تعداد نسبتا کمی از متابولیت ها را شناسایی کنند و آنتی بادی ها با آنکه کمی متنوع تر هستند، اما فقط یک دفعه می توان از آنها بهره برد.
پژوهشگران در جستجوی جایگزینی با عملکرد بهتر بودند و سنسوری را طراحی کردند که دارای یک لایه پلیمری است که در تماس با عرق بدن، جریان الکتریکی تولید می کند. نکته مهم آن، تشکیل یک لایه بین آن نوار و پوست، حاوی دومین پلیمر است که بصورت مولکولی نقش بسته است.
فرآیند حک و چاپ در این سنسور، شامل جاسازی مولکول های متابولیت هدف درون پلیمر، در حالی است که هنوز در حالت مایع است و به پلیمر اجازه می دهد تا به غلظت و قوام و استحکامی شبیه به لاستیک برسد. سپس از یک پروسه شیمیایی برای حذف مولکول ها از آن استفاده می شود و نتیجه، یک ورق پلیمری حاوی سوراخ های قالب ریزی شده و ریز است که اندازه و شکل دقیقا شبیه به مولکول ها را دارند.
هنگامی که عرق با این پلیمر تماس پیدا می کند، اگر متابولیت کمی در عرق وجود داشته باشد یا هیچ چیز وجود نداشته باشد، مایع از سوراخ های عمدتا باز جریان می یابد و هنگامی که به پلیمر زیرین می رسد، جریان الکتریکی قوی به وجود می آورد. با این وجود، اگر سطوح بالایی از متابولیت در عرق وجود داشته باشد، مولکول ها خیلی از سوراخ ها را مسدود می کنند. این بدان مدلول است که عرق زیادی نمی تواند از آن عبور کند، بدین سبب جریان ضعیف تری تولید می شود.
بنابراین، با نظارت بر سیگنال الکتریکی تولید شده توسط سنسور می توان غلظت متابولیت هدف را در عرق کاربر اندازه گیری نمود و غلظت های عرق به طور معمول با غلظت های موجود در جریان خون مطابقت دارد.
همچنین اِعمال جریان الکتریکی ضعیف متعاقباً مولکول هایی را که سوراخ ها را مسدود می کنند، از بین می برد و امکان استفاده مجدد از سنسور را فراهم می آورد.
این سنسور در ابتدا جریان کمی از خودرا به پوست اعمال می کند تا تولید عرق را تحریک کند. از آنجا که طراحی میکروسیالی آن فقط به مقدار کمی عرق نیاز دارد، جریان بسیار ضعیف است و ظاهراً جهت استفاده کننده اذیت کننده نیست. این سنسور تا حالا روی داوطلبان در لابراتوار آزمایش شده است و به زودی می تواند تحت آزمایش های بالینی بزرگتری قرار بگیرد.
در علم بیوشیمی، مواد شرکت کننده در متابولیسم یا سوخت و ساز سلولی را متابولیت (Metabolite) می نامند. در حقیقت متابولیت ها ترکیبات واسطه یا محصول سوخت و ساز سلول زنده هستند و به طور معمول اشاره به مولکول های کوچک شرکت کننده در سوخت و ساز سلولی دارد.
متابولیت ها وظایف گوناگونی بر عهده دارند شامل سوخت در فرآیندهای سلولی، وظیفه ساختاری، پیام رسانی سلولی، اثر تحریک کنندگی و بازدارندگی روی آنزیم ها، اثر کاتالیزوری (معمولا به عنوان یک هم عامل نسبت به یک آنزیم)، وظایف دفاعی و ایجاد ارتباط با سایر موجودات زنده که به عنوان نمونه می توان به رنگدانه ها، ترکیبات معطر و فرومون ها اشاره نمود.
یک متابولیت اولیه مستقیماً در رشد، نمو و تولید مثل شرکت می کند. اتیلن مثالی از یک متابولیت اولیه است که در مقیاس وسیع تولید صنعتی می شود.
پروفسور گائو می گوید: این رویکرد به ما امکان می دهد دسته ای از مواد مغذی و متابولیت های حیاتی جدید را شناسایی نماییم. ما می توانیم زمان خوردن و تغییر سطح مواد مغذی را کنترل نماییم. این نه فقط مواد مغذی، بلکه هورمون ها و داروها را نیز کنترل می کند و می تواند نظارت مستمر برای خیلی از شرایط سلامتی را فراهم آورد.
نتایج این پژوهش در مجله Nature Biomedical Engineering انتشار یافته است.
منبع: لینك بگیر
این مطلب را می پسندید؟
(0)
(0)
تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این مطلب