علوم |

تشخیص بیماری با یک مولکول

حسگرهای جدید نانوپور قادرند با شناسایی مولکول‌های منفرد، بیماری‌ها را سریع‌تر و دقیق‌تر از همیشه تشخیص دهند.

کد خبر: ۱۲۱۲۲۷۸

شنبه - ۱۵ دی ۱۴۰۳ / January 04, 2025

به گزارش گروه دانشگاه خبرگزاری دانشجو، دانشمندان دانشگاه کالیفرنیا، ریورساید، ابزاری مبتنی بر نانوپور توسعه داده‌اند که می‌تواند بیماری‌ها را بسیار سریع‌تر و دقیق‌تر از آزمایش‌های کنونی تشخیص دهد.

این ابزار قادر است سیگنال‌های الکتریکی را از مولکول‌های منفرد دریافت کند و حساسیتی بی‌سابقه در تشخیص بیماری‌ها ارائه دهد.

حساسیت بالا برای تشخیص زودهنگام

کوین فریدمن، استاد مهندسی زیست‌پزشکی و نویسنده اصلی این تحقیق که در Nature Nanotechnology منتشر شده است، می‌گوید: «در حال حاضر برای تشخیص بیماری‌ها به میلیون‌ها مولکول نیاز است، اما ما نشان داده‌ایم که می‌توان داده‌های مفید را از یک مولکول منفرد نیز به دست آورد. این سطح از حساسیت می‌تواند تأثیر زیادی در تشخیص بیماری‌ها داشته باشد.»

در قلب این سیستم، یک نانوپور قرار دارد؛ ساختاری کوچک که مولکول‌ها می‌توانند یک‌به‌یک از آن عبور کنند. نمونه‌های زیستی به همراه نمک‌های حل‌شده به این سیستم اضافه می‌شوند و زمانی که مولکول‌های DNA یا پروتئین از نانوپور عبور می‌کنند، جریان یون‌ها کاهش می‌یابد. حسگر این کاهش جریان را اندازه‌گیری کرده و وجود مولکول‌های هدف را شناسایی می‌کند.

نانوپور؛ حسگر و فیلتر در یک ابزار

یکی از ویژگی‌های منحصربه‌فرد این ابزار این است که نانوپور علاوه بر نقش حسگر، به‌عنوان فیلتر نیز عمل می‌کند و سیگنال‌های مزاحم را حذف می‌کند. این ویژگی به افزایش دقت تشخیص کمک می‌کند، در حالی که در حسگر‌های سنتی، فیلتر‌های خارجی ممکن است اطلاعات مهم نمونه را از بین ببرند.

فریدمن تصور می‌کند که این فناوری می‌تواند به توسعه کیت‌های تشخیصی کوچک و قابل‌حمل منجر شود؛ دستگاه‌هایی در اندازه یک فلش USB که قادر به تشخیص بیماری‌ها در مراحل اولیه و ظرف ۲۴ تا ۴۸ ساعت باشند. این ابزار به‌ویژه برای بیماری‌های مسری سریع‌الانتشار، امکان مداخله و درمان زودهنگام را فراهم می‌کند.

وی می‌گوید: «نانوپور‌ها راهی برای تشخیص سریع‌تر عفونت‌ها ارائه می‌دهند؛ پیش از ظهور علائم و گسترش بیماری. چنین ابزاری می‌تواند تشخیص زودهنگام بیماری‌های ویروسی و شرایط مزمن را عملی‌تر کند.»

تحول در تحقیقات پروتئین و پزشکی شخصی‌سازی‌شده

این فناوری علاوه بر کاربرد‌های تشخیصی، می‌تواند به پیشرفت در تحقیقات پروتئین کمک کند. ابزار نانوپور می‌تواند تفاوت‌های ظریف بین پروتئین‌های سالم و بیماری‌زا را شناسایی کند و پزشکان را در طراحی درمان‌های شخصی‌سازی‌شده یاری دهد. همچنین، این تحقیق دانشمندان را به هدف طولانی‌مدت خود برای توالی‌یابی پروتئین‌های منفرد نزدیک‌تر می‌کند؛ دستاوردی که می‌تواند به درک عمیق‌تر و درمان دقیق‌تر بیماری‌ها منجر شود.

فریدمن امیدوار است که فناوری نانوپور به‌زودی به بخشی از ابزار‌های استاندارد پژوهشی و تشخیصی تبدیل شود و با مقرون‌به‌صرفه شدن این ابزارها، در خانه‌ها و کلینیک‌ها به‌طور گسترده مورد استفاده قرار گیرد. او می‌گوید: «من اطمینان دارم که نانوپور‌ها به بخشی از زندگی روزمره تبدیل خواهند شد و این کشف می‌تواند نحوه استفاده ما از آنها را دگرگون کند.»