مستشعر بيولوجي جديد يمكنه الكشف عن الشلل الرعاشي والزهايمر والسرطان

طور باحثون من مختبر النانو الوطني جهازَ مستشعر بيولوجي غير مكلّف في مقياس النانومتر، ويمكن أن يساعد في الكشف عن بعض أمراض الأعصاب وبعض أنواع السرطان بمعدّل مذهل.

تقنية صغيرة

أصبحنا ندرك جميعاً أن التقنيات الحديثة تتجه إلى أن تصبح أصغر فأصغر، من الهواتف إلى أجهزة التلفاز إلى الحواسيب، ويهدف العالم الإلكتروني الآن إلى جعل كل شيء أخف وزناً عن طريق الدراسة العميقة للتكنولوجيا المجهرية، وينطبق الشيء نفسه على الصناعات الطبية.

طور الباحثون من مختبر النانو الوطني (LNNano) في البرازيل، مستشعراً بيولوجياً في مقياس النانو قادراً على اكتشاف أنواع معينة من السرطان وأمراض الأعصاب.

كارلوس سيزار بف بوفون - أحد الباحثين المشاركين في المشروع - يؤكد على أن جهازهم ليس محمولاً فحسب، ولكن أيضاً أكثر فعالية كمستشعر أو محساس، ويوضح قائلاً: "يمكن للجهاز الكشف عن مثل هذه الجزيئات حتى عندما تكون موجودة بمستويات منخفضة جداً في المواد التي يتم فحصها، وذلك بفضل حساسيته النانومترية".

ويضيف بوفون: "يمكن استخدام مثل هذه المنصات لتشخيص الأمراض المعقّدة بسرعة وأمان وبتكاليف زهيدة نسبياً، وذلك باستخدام أنظمة نانومترية النطاق للكشف عن الجزيئات ذات الأهمية في المواد المراد تحليلها".

كيف يعمل؟

الأداة الصغيرة هي في الأساس جهاز إلكتروني يتكون من ترانزستور عضوي على مقياس زجاجي معرّض للوسط السائل.

الترانزستورات هي أجهزة تنظم تدفق التيار أو الجهد، وهي بمثابة مفتاح أو بوابة للإشارات الإلكترونية، وبناءً على هندسته يمكن اعتبار ترانزستور هذا الجهاز غير تقليدي، نظراً إلى أنه ليس مكوّناً سوى من طبقة واحدة، في حين أن الترنزستورات في العادة تتكون من طبقات متعددة من مواد مختلفة.

يتفاعل ببتيد الجلوتاثيون في شكله المختزل (GSH) مع أنزيم ترانسفيراز الجلوتاثيون (GST) بشكل طبيعي، ويرتبط الأخير بالعديد من الأمراض مثل الشلل الرعاشي، والزهايمر، وسرطان الثدي، حيثُ إن تفاعل ال GSH-GST هو ما يبني الجهاز تشخيصَه على أساسه من خلال الترانزستور الموجود فيه.

رسم توضيحي لإلكترونيات المستشعر البيولوجي. ملكية الصورة: Organic Electronics.

 وعلاوة على ذلك يدّعي الفريق أنه عن طريق استبدال الGSH بمركبات أخرى (حلائل) حساسة لجزيئات أخرى مرتبطة ببعض الأمراض بشكل خاص، فإن الجهاز يصبح متعدّد الاستعمالات.

ووفقاً للبيان الصحفي، يعتبر تطوير الفريق لهذا المستشعر البيولوجي أحد أكثر الدراسات تقدماً من LNNano، ولكن العمل لم ينتهِ بعد.

في الوقت الحالي يعمل الباحثون على تطوير مستشعر بيولوجي مبني من الورق، ممّا سيخفّض تكلفة التصنيع بشكل جذري وسيزيد من قابلية حمله أو التنقل به.

وقد نشرت دراسة الفريق في دورية Organic Electronics.