نانو حسگر های( بیو شیمیایی ) در سیستم های مختلف تشخیص پروتئین و DNA سلول ها (دکترای نانو _ میکرو الکترونیک) (دکترای آموزشی _ پژوهشی)
پژوهشگر و نویسنده: دکتر ( افشین رشید)
نکته : برخی از نانو حسگرهای بیو شیمیایی با استفاده از انواع مختلفی از نانو ذرات برای کاربردهای مختلف پزشکی تولید میشوند. نانو ذرات مغناطیسی به عنوان سکو های بی حرکتی در سیستم های مختلف تشخیص پروتئین و DNA برای جداسازی ، تصفیه و کشف فرآیند تشخیص با استفاده از ترکیبی از سنسورهای غول پیکر مغناطیسی استفاده می شوند.
سنسورها این ویژگی های منحصر به فرد از قابلیت حمل ، هزینه کم ، سنجش سریع و سهولت ادغام در یک تراشه یکبار مصرف را دارند. سنسور های مغناطیسی مبتنی بر اثرات فیزیکی هستند که یک مقاومت الکتریکی را مستقیماً به یک میدان مغناطیسی خارجی ، یعنی GMR و اثر مقاومت مغناطیسی تونل در پشته های فیلم چند لایه اولتراتین مربوط می کنند. این اثرات فیزیکی به دلیل ترجمه مستقیم آنها از جهت مغناطش به تغییرات مقاومت و اندازه مقیاس پذیر آنها که با پردازش نیمه هادی اکسید فلز مکمل استاندارد سازگار است ، در زمینه الکترونیک مغناطیسی و چرخشی به شدت مورد بررسی قرار گرفته است. پایین به غلظت حدود 10 pg / µL از مولکول های DNA ، به عنوان مثال ، تکنیک مغناطیسی مقاومت با روش های تحلیل استاندارد نانو مولکول ها در DNA سلول ها میباشد.
ساختار حسگر های زیستی با سلول مغناطیسی با استفاده از یک پدیده مکانیک کوانتومی که در آن یک تغییر در میدان مغناطیسی محلی که باعث تغییر در مقاومت و ساختمان بیو سنسور شیمیایی میشود استفاده میکند. با توجه به پراکندگی وابسته به اسپین در استادانه مهندسی مغناطیسی چند لایه و یا ساندویچ فیلم میشود ؛ ذرات پارامغناطیس غیر سمی اعم از ذرات میکرو تا نانوائیزه شده ، به مولکولهای مختلف زیستی که امکان جداسازی سلولهای بیولوژیکی بسیار خاص و همچنین روشهای درمانی مانند هدف قرار دادن دارو و زایمان ، سرطان درمانی ، تصویربرداری از گره های لنفاوی و هایپرترمی را دارند ، مرتبط است. جدا از نانوذرات مغناطیسی اکسید آهن ، واکنش فوق ستاره ای یا فرومغناطیسی و نانوذرات درون سنسور همچنین ممکن است برای جداسازی و درمان استفاده شود. سنسورهای مغناطیسی برای تشخیص مولکولهای زیستی جذاب هستند زیرا نانوذرات را می توان با استفاده از یک شیب میدان مغناطیسی جابجا کرد. و از آن در نانو سیستم های مختلف تشخیص پروتئین و DNA سلول ها استفاده بهینه نمود .
ساختمان داخلی نانو حسگر های( بیو شیمیایی ) در سیستم های مختلف تشخیص پروتئین و DNA سلول ها
ساختار و ساختمان بیو سنسور شیمایی (تشخیص پروتئین و DNA سلول ها) یک نوع معماری مدار حساس که برای آرایه های حسگر بزرگتر مقیاس پذیر است و امکان ردیابی زمان واقعی را برای تشخیص بالینی فراهم می کند. آنها از یک سنسور 1 در 1.2 سانتی متر سفارشی با سنسور به سنسور 300 میکرومتر که حاوی یک هشت و هشت آرایه سنسور چرخش دریچه است استفاده کردند. هر سنسور مساحت 90 در 90 میکرون متر دارد که با ترکیب مجموعه های موازی به صورت نوار های نانو سنسور مغناطیسی به صورت سری ساخته می شود تا بتواند سطح پوشش را به طور مستقل از مقاومت با حداکثر ولتاژ قابل اعمال در محدوده 0.5 را تنظیم کند. V برای جلوگیری از شکستن لایه نازک انفعال این سنسور از ذرات پارامغناطیسی اعم از ذرات میکرو تا نانو سیم استفاده شده است که به بیومولکول های مختلفی که قابلیت تشخیص پروتئین بسیار خاص را دارند ، مرتبط بودند.
نانو حسگر های( بیو شیمیایی ) در سیستم های مختلف تشخیص پروتئین و DNA سلول ها
در تشخیص پروتئین ها با استفاده از ذرات کوچکتر ، عملکرد سنجش magnetosandwich با توجه به دامنه و حساسیت پویا افزایش یافته اما محدودیت تشخیص به دلیل مقدار زیاد پس زمینه غیر اختصاصی ، خصوصاً برای کوچکترین ذرات 125 نانومتری مورد استفاده قرار میگیرد ، این مشکل با استفاده از یک روش انسداد دقیق تر شناسایی S100ββ ، یک نشانگر تشخیصی سلولی در ساختمان سنسور انجام میگیرد ؛ با این حال ، ذرات کوچکتر ممکن است پاسخ مغناطیسی کوچکتری را به دلیل مغناطش پایین تر تولید کنند و منجر به تبادل بین اندازه نانو ذرات مغناطیسی برای تولید سیگنال مغناطیسی و عملکرد سنجش شود.
نتیجه گیری:
نانو سنسور های بیو شیمیایی مغناطیسی روش های سریع ، حساس و کم سابقه ای را برای تشخیص نشانگرهای مهم بیماری مهم ارائه می دهند. با انتخاب مناسب نانو ذرات مغناطیسی ، می توان از درجه قابل توجهی از خوشه بندی که منجر به نتایج غیر حساس حسگر مغناطیسی می شود با استفاده از مسدود کننده های قوی جلوگیری کرد. علاوه بر این ، ذرات کوچکتر باعث افزایش حساسیت و دامنه پویای وسیع تری از غلظت می شوند. با این حال ، ذرات کوچکتر ممکن است پاسخ مغناطیسی کمتری به دلیل مغناطش پایین تر نشان دهند که مبادله ای بین اندازه نانو ذرات مغناطیسی برای تولید سیگنال مغناطیسی و برای عملکرد سنجش است.
پژوهشگر و نویسنده: دکتر ( افشین رشید)