عملکرد و ساختار نانو سنسورهای (bio sensor) پزشکی و شیمیایی بر پایه دکترای نانو _ میکرو الکترونیک
پژوهشگر و نویسنده: دکتر ( افشین رشید)
نکته مهم : حسگر زیستی یا بیوسنسور، نام گروهی از حسگرها است. این حسگرها به گونه ای طراحی میشوند تا تنها با یک مادهی خاص واکنش نشان دهند. نتیجه ی این واکنش به صورتِ پیامهایی در میآید که یک ریزپردازنده، میتواند آنها را تحلیل کند.
از این حسگرها برای آشکارسازی و تعیین مقدار گونه ها در سیستمهای زیستی استفاده میشود.
این حسگرها از سه بخش تشکیل شده اند:
الف( پذیرندهی زیستی یا بیورسپتور: یک عنصر زیستی )پادتنها، اسید نوکلئیکها، آنزیمها، سلولها، بافتها و دیگر مادههایِ زیستی( است که میتواند به صورتِ انتخابی تنها با مادهی خاصی واکنش نشان دهد.
ب( آشکارساز و مبدل: که پس از واکنشِ مادهای خاص با پذیرندههایِ زیستی، وارد عمل میشود و میتواند نوع و مقدار واکنش را با روشهای مختلف فیزیکی-شیمایی مشخص کرده )مثال با بررسی تغییرهای الکتروشیمیایی، نوری، جرمی یا حرارتی قبل و بعد از واکنش( و به وسیله ی سیگنالهای مناسب به پردازنده ارسال کنند.
ج( پردازندههای سیگنال: که عمدتا مسئول نمایش نتایج و انجام محاسبات حسگر هستند.
حسگرهای زیستی طی سالهای اخیر مورد توجه بسیاری از مراکز تحقیقاتی قرار گرفتهاند. از آنجا که حسگرهای زیستی ابزاری توانمند جهت شناسایی مولکولهای زیستی هستند، امروزه از آنها در علوم مختلف پزشکی، صنایع شیمیایی، صنایع غذایی، مانیتورینگ محیط زیست، تولید محصولات دارویی، بهداشتی و غیره بهره میگیرند.
حواس بویایی و چشایی انسان که به شناسایی بوها و طعم های مختلف میپردازد و یا سیستم ایمنی بدن که میلیونها نوع مولکول مختلف را شناسایی میکند، نمونه هایی از حسگرهای زیستی طبیعی هستند. بیشترین کاربرد حسگرهای زیستی در تشخیصهای پزشکی و علوم آزمایشگاهی است، در حال حاضر بیوسنسورهای گلوکز از موفقترین بیوسنسورهای موجود در بازار بوده که برای اندازهگیری غلظت گلوکز خون بیماران دیابتی استفاده میشود. در پانکراس بیماران دیابتی به میزان کافی انسولین تولید نمیشود. در این گونه موارد برای تنظیم مصرف
انسولین، سنجش مداوم میزان گلوکز خون ضروری است. حسگرها به بیماران مبتال به دیابت کمک میکند تا در طول روز به سنجش سطح گلوکز خون خود پرداخته و در زمانهای مورد نیاز انسولین تزریق کنند.
کاربردهای مختلفی برای حسگرهای زیستی در پزشکی و بالینی متصور است که در ذیل اشاره میشود:
- تشخیص و درمان بیماریها )سرطان، دیابت و...(
- تشخیص بیماریها در سطح ژن)سرطان، دیابت و...(
- تشخیص عوامل بیماریزا
- اندازهگیری داروها و متابولیتهای آنها، کشف داروهای جدید و ارزیابی فعالیت آنها
- ارزیابی و اندازهگیری آنالیتهای موجود در نمونه بیولوژیک
- تشخیص سریع بیماریها با استفاده از تستهای سریع یاcare- of-Point ، ویژگی این تستها سرعت و ارزان بودن روش آزمایش است.
پژوهشگر و نویسنده: دکتر ( افشین رشید)