توسط محقق ایرانی مطرح شد

پیشرفت چشمگیر در فناوری زیست‌تابی؛ ابزار جدید تا ۵۱۵ برابر روشن‌تر و ۸ برابر پایدارتر

اکنون، محققان دانشگاه ماساچوست جنرال بریگام با ترکیب دستورالعمل آن واکنش شیمیایی یک ابزار تشخیصی زیست‌تابی ساخته‌اند که ۵۱۵ برابر روشن‌تر و هشت برابر پایدارتر از مدل‌های فعلی است.

کد خبر: ۱۲۶۹۹۵۱

چهارشنبه - ۱۴ خرداد ۱۴۰۴ / June 04, 2025

به گزارش گروه دانشگاه خبرگزاری دانشجو ، دانشمندان جهش بزرگی در مهار قدرت روشنایی طبیعت - همانطور که در این کرم شب‌تاب معمولی (Lampyris noctiluca) دیده می‌شود - برای روشن کردن مؤثر ویروس‌ها داشته‌اند.

حیواناتی که از طریق یک واکنش شیمیایی داخلی، منبع نور خود را تولید می‌کنند، یکی از شگفتی‌های طبیعت هستند - و چیزی که دانشمندان بیوتکنولوژی مدتی است که سخت تلاش می‌کنند تا آن را برای استفاده انسان تکثیر و تطبیق دهند.

اکنون، محققان دانشگاه ماساچوست جنرال بریگام با ترکیب دستورالعمل آن واکنش شیمیایی، به موفقیت بزرگی دست یافته‌اند و یک ابزار تشخیصی زیست‌تابی ساخته‌اند که ۵۱۵ برابر روشن‌تر و هشت برابر پایدارتر از مدل‌های فعلی است. این ابزار نه تنها روشن‌تر است، بلکه بیشتر درخشش خود - ۹۶٪ آن - را پس از یک ساعت حفظ می‌کند، که موانع پیش روی ابزار‌های موجود را از میان برمی‌دارد.

این ابزار که حسگر مبتنی بر لومینسانس CAscade (LUCAS) نام دارد، از «عناصر» طبیعی در تولید زیست‌تابی استفاده می‌کند - مولکول ساطع‌کننده نور لوسیفرین که با آنزیم لوسیفراز واکنش می‌دهد. به طور سنتی، شبیه‌سازی درخشش طبیعت تا حدی جواب داده است. دانشمندان توانسته‌اند این واکنش را تولید کنند، اما نتوانسته‌اند این درخشش را برای مدت طولانی حفظ کنند. با این حال، LUCAS همچنین دارای آنزیمی به نام بتا-گالاکتوزیداز است که به لوسیفرین متصل می‌شود و آزادسازی خواص ساطع‌کننده نور آن را تنظیم می‌کند.

به این ترتیب، این ابزار نه تنها به طور قابل توجهی قوی‌تر، بلکه بادوام‌تر نیز هست و روشی کارآمد برای شناسایی و روشن کردن ذرات ویروس که به سختی پیدا می‌شوند، تنها با یک واکنش واحد فراهم می‌کند.

هادی شفیعی، نویسنده ارشد و محقق بیمارستان زنان بریگام، گفت: «توسعه روش‌های تشخیصی مؤثر فوق‌العاده چالش‌برانگیز است، به‌خصوص وقتی به اندازه ذرات بیماری‌های عفونی و مایعات بیولوژیکی پیچیده‌ای که سعی در شناسایی آنها در آنها داریم فکر کنید. یافتن یک ذره HIV در نمونه خون انسان مانند یافتن یک تکه یخ در استخر شنای المپیک پر از ژله با چشمان بسته است. LUCAS با رویکرد آبشار آنزیمی جدید خود، جهشی اساسی در جهت سنجش ویروس‌ها در این نمونه‌های بیولوژیکی پیچیده ایجاد می‌کند.»

محققان این ابزار جدید را روی ۱۷۷ نمونه بیمار آلوده به ویروس و ۱۳۰ نمونه سرم آلوده به ویروس آلوده به طیف وسیعی از عوامل بیماری‌زا - SARS-CoV-۲، HIV، HBV یا HCV - آزمایش کردند. نمونه‌هایی از آنچه ما به عنوان کووید-۱۹ می‌شناسیم از طریق سواب بینی و نمونه‌های دیگر از طریق آزمایش خون جمع‌آوری شدند. به طرز باورنکردنی، LUCAS توانست به دانشمندان در تعیین ویروس در عرض ۲۳ دقیقه کمک کند و میزان دقت آن در تمام عفونت‌ها به طور متوسط بیش از ۹۴٪ بود.

محققان با تکیه بر این موفقیت، اکنون از LUCAS برای شناسایی عوامل بیماری‌زا در سایر مایعات بیولوژیکی و همچنین آزمایش اینکه آیا می‌تواند چندین ویروس را در یک نمونه واحد شناسایی کند، استفاده خواهند کرد؛ و این تیم می‌گوید این ابزار - که به گونه‌ای طراحی شده است که قابل حمل و استفاده آسان باشد - می‌تواند برای شناسایی سایر نشانگر‌های زیستی بیماری، مانند مواردی که ما برای آلزایمر می‌شناسیم، سازگار شود.

سونگوان کیم، نویسنده اول مقاله و محقق پسادکترا در آزمایشگاه شفیعی، گفت: «ما همیشه می‌خواهیم عفونت و بیماری را در اسرع وقت تشخیص دهیم، زیرا این امر می‌تواند در مراقبت و نتایج بلندمدت تفاوت زیادی ایجاد کند.» «با تمرکز ما بر توسعه ابزار‌های تشخیصی حساس، دقیق و در دسترس، می‌خواهیم تشخیص زودهنگام را آسان‌تر از همیشه کنیم و مراقبت‌های شخصی‌سازی‌شده را به دوران جدیدی وارد کنیم.»

این مطالعه در مجله مهندسی زیست پزشکی نیچر منتشر شده است.