ساخت حسگری بسیار سریع برای تشخیص ویروس کرونا

روش‌هایی که برای تشخیص و جلوگیری از شیوع ویروس استفاده شده است، در سراسر جهان تقریبا یکسان است.

کد خبر: ۱۰۵۶۷۸۴

سه‌شنبه - ۰۴ بهمن ۱۴۰۱ / January 24, 2023

روش‌هایی که برای تشخیص و جلوگیری از شیوع ویروس استفاده شده است، در سراسر جهان تقریبا یکسان است. روش PCR گران، وقت‌گیر، اما دقیق است که در آن DNA ویروس در غشا‌های مخاطی ما تشخیص داده می‌شود. روش آنتی‌بادی چیزی در مورد اینکه آیا ما ویروس در بدن داریم، به ما نمی‌گوید؛ بنابراین یک روش ساده و مقرون به صرفه برای تشخیص ویروس که نتیجه سریع را ارائه می‌دهد، مفید خواهد بود.

به تازگی محققان دانشگاه علم و فناوری نروژ (NTNU) با همکاری پژوهشگرانی از دانشگاه متروپولیتن اسلو (Oslomet) و دانشگاه تبریز، روشی برای تشخیص کروناویروس در نمونه‌های خون با استفاده از نانوحسگر‌ها ساخته‌اند.

امیر مغول از دانشگاه متروپولیتن اسلو می‌گوید: «تحقیقات زیادی بر روی یافتن روش‌هایی برای جداسازی سریع افراد آلوده متمرکز شده است، که می‌تواند زنجیره عفونت را از بین ببرد. نانوحسگر‌ها به‌دلیل خاصیت منحصر به‌فرد خود برای تشخیص فوق‌العاده سریع ذرات مانند ویروس‌ها، توجه زیادی را به خود جلب کرده‌اند.»

اولین قدم در این مسیر ایجاد یک نانوحسگر جداگانه برای کرونوویروس به منظور شناسایی خصوصیات نوری است که این ویروس را از ذرات دیگر خون ما متمایز می‌کند.

اینگو سیمونسن، استاد فیزیک در دانشگاه علم و فناوری نروژ، توضیح می‌دهد بیشتر مردم دیده‌اند که کرونوویروس به‌عنوان یک هسته گرد یا توپ با سنبله قرمز به تصویر کشیده شده است. ما می‌خواستیم ببینیم که طول و اندازه این سنبله‌ها در نحوه بازتاب نور چه نقشی دارند و همچنین آیا اندازه هسته اهمیت دارد.»

محققان برای یافتن پاسخ به سؤالات خود، از مدل‌های ریاضی استفاده کردند. رفتار نوری ویروس یعنی اینکه چگونه سلول ویروس نور را به شکل رزونانس منعکس می‌کند در کل طیف نور شبیه‌سازی و تجزیه و تحلیل شد.

سیمونسن می‌گوید: «ما مشاهده کردیم که بازتاب با طول پروتئین‌های سنبله متفاوت است. هرچه سنبله‌ها بلند‌تر می‌شوند، بازتاب به طول موج‌های بالاتر کاهش می‌یابد.»

محققان هنگامی‌که اندازه هسته ویروس در مدل‌ها متفاوت بودند، همان پاسخ را مشاهده کردند. عرض پروتئین سنبله تأثیر کمتری در نحوه انعکاس نور داشت.

سیمونسن می‌گوید: «در طول موج‌های خاص، ما بسته به اینکه ویروس‌ها وجود دارند یا خیر، پاسخ نوری متفاوتی دریافت می‌کنیم. ما این را امضای نوری کروناویروس می‌نامیم.»

سیمونسن می‌گوید: «ذرات فلزی کوچک پاسخ نوری بسیار قوی دارند. این ویژگی در انواع خاصی از تست‌های بارداری استفاده می‌شود که پاسخ نوری به ذرات طلای کوچک را اندازه‌گیری می‌کند. هورمونی که در ادرار به دنبال آن هستید که فقط در صورت بارداری در ادرار یافت می‌شود، روی سطح ذرات طلا جمع می‌شود و فرکانس رزونانس ذرات را تغییر می‌دهد. نتیجه تغییر رنگ به رنگ آبی است؛ که نشان می‌دهد شما باردار هستید. کاری که شما انجام می‌دهید این است که شبکه‌ای از ذرات طلای استوانه‌ای نازک را روی یک لایه بسیار نازک از گرافن قرار دهید.»

هنگامی‌که خون حاوی کرونوویروس از ذرات طلا عبور می‌کند، فرکانس رزونانس ذرات تغییر کرده، که به نوبه خود یک میدان الکترومغناطیسی ایجاد می‌کند. این جریان از طریق حسگر به راحتی قابل اندازه‌گیری است.

سیمونسن می‌گوید: «با مطالعه منحنی‌های دامنه‌های فرکانس خاصی از نور ورودی، می‌توانیم تعیین کنیم که آیا خون حاوی کروناویروس است یا خیر.»

امیر مغول می‌گوید که نانوحسگر‌ها این پتانسیل را دارند که بسیار حساس باشند. ماده گرافن هوشمند به‌عنوان یک تقویت‌کننده عمل می‌کند. اکنون قدم بعدی ایجاد شرکتی است که می‌تواند نمونه اولیه آزمایشگاهی برای نانوحسگر‌ها را تهیه کند.