حسگر های نانویی به یاری معین اندازه ویروس ها آمدند - مجله زیبایی زندگی

به گزارش گروه فناوری خبرنگاران، پژوهشگران دانشگاه تربیت مدرس با همکاری یک محقق از دانشگاهی در انگلستان توانستند با استفاده از یک روش الکترومکانیکی و نوعی حسگر زیستی، اندازه ویروس ها را در دمای بدن و آزمایشگاه معین نمایند. این روش همچنین قادر است تعداد یک نوع خاص از زیست ذره را در نمونه موردآزمایش تعیین کند.

مسعود سلطان رضائی پژوهشگر دوره پسادکتری دانشگاه تربیت مدرس درباره این طرح پژوهشی گفت: معین اندازه ذرات زیستی مختلف از مهم ترین مواردی است که دانشمندان و محققان سال هاست به دنبال آن هستند. بدین منظور، تا به امروز روش ها و وسایل گوناگونی ارائه شده است که هر کدام معایبی دارند. در این کار تحقیقاتی ما توانستیم روش جدیدی برای اندازه گیری ویروس ها در دمای بدن و دمای آزمایشگاه معرفی کنیم. حسگر معرفی شده، در آزمایشگاه های تشخیص طبی برای معین اندازه یک ویروس و یا تعداد ویروس های موجود در نمونه موردآزمایش استفاده می گردد.

وی اضافه کرد: علاوه بر زیست فناوری و مهندسی پزشکی، مدل ارائه شده به عنوان آشکارساز در صنایع مختلف از جمله نفت و گاز برای شناسایی و اندازه گیری ذرات مختلف و یا در کلان شهر ها و کارخانه ها برای اندازه گیری میزان آلودگی ناشی از ذرات معلق در هوا می تواند کاربرد داشته باشد. به منظور طراحی حسگر حاضر، از مفاهیم مهندسی مکانیک، مهندسی الکترونیک و علوم زیستی استفاده شده است.

سلطان رضایی در ادامه تشریح این تحقیق بیان نمود: گاهی تغییر اندازه برخی از ذرات زیستی داخل بدن موجود زنده نشانگر بروز بیماری خاصی است. در صورتی که این بیماری به موقع تشخیص داده گردد می توان از پیشرفت آن جلوگیری کرد و حتی به درمان آن پرداخت. یکی از روش های معین انداز ه زیست ذرات موجود در خون، روش الکترومکانیکی است که در این تحقیق به معرفی آن به عنوان یک روش نوین و کارآمد پرداخته شده است. برخی از نتایج تحقیق حاضر با نتایج تئوری و تجربی موجود اعتبارسنجی شده است. البته به منظور اطمینان خاطر از کلیه نتایج بایستی یک مدل آزمایشگاهی از میکروحسگر ساخته گردد و در نمونه های مختلف خون یا دیگر سیالات، مورد آزمایش قرار گیرد.

به گفته وی، مهم ترین نتیجه پژوهش حاضر این است که به یاری اعمال جریان الکتریکی و با تحلیل خصوصیات مکانیکی سامانه می توان اندازه و یا تعداد ذرات را در انواع سیالات تعیین کرد. این امر وابسته به تحلیل پایداری حسگر و اندازه گیری پارامتر های سامانه الکترومکانیکی است. در این راستا بایستی میزان تغییر شکل قسمت انعطاف پذیر حسگر و ولتاژی که مرتبط با این مقدار تغییر شکل است اندازه گیری و بررسی شوند.

سلطان رضائی درباره ویژگی های نوآورانه مبتنی بر فناوری نانو این طرح گفت: با توجه به اندازه حسگر حاضر، خواصی در سامانه بروز می نمایند که آثار آن ها تنها در ابعاد نانو تأثیرگذار است و در ابعاد دیگر اهمیتی ندارند؛ مانند نیرو های بین مولکولی و خواص لایه سطحی. به علت اندازه بسیار کوچک ذرات زیستی که به دنبال معین دقیق سایز یا تعداد آن ها هستیم و با توجه به حساسیت و دقت مورداحتیاج برای حسگر، الزامی است که خواص تأثیرگذار در ابعاد نانو به طور کامل در نظر گرفته شوند.

وی در ادامه توضیح ویژگی های این پژوهش عنوان نمود: در اینجا احتیاج به استفاده از مواد خاصی برای انجام و یا تکرار هر آزمایش وجود ندارد و می توان از حسگر، در آزمایش های متعدد بهره برد. همچنین مدت انجام آزمایش بسیار کوتاه است و نتایج به صورت آنی قابل مشاهده است. از سوی دیگر، با اندیشیدن تمهیدات مناسب، امکان تزریق این حسگر به داخل بدن موجودات زنده به علت اندازه بسیار کوچک آن وجود دارد. مزیت دیگر مدل ارائه شده این است که نسبت به دما حساس است و اثرات تغییر دما بر پاسخ سامانه را منعکس می کند. علاوه بر این، امکان تکمیل و توسعه حسگر حاضر و به کارگیری آن در صنایع مختلف وجود دارد. نتایج تحقیق اخیر می تواند پنجره جدیدی به روی پژوهشگران برای طراحی، تحلیل و مدل سازی حسگر های زیستی جدید بگشاید.

پژوهشگر دانشگاه تربیت مدرس با اشاره به منحصربه فردبودن این روش گفت: تحقیقات دیگری به منظور معین جرم ذرات زیستی در جهان انجام شده است، ولی در زمینه معین اندازه ذرات مختلف به روش الکترومکانیکی تا به امروز فعالیتی گزارش نشده است و این کار برای اولین بار در جهان انجام شده است. تا به امروز مدل ارائه شده در مرحله طراحی و مدل سازی نظری بود که توانست این مرحله را با موفقیت پشت سر گذارد. این کار پیش از تجاری سازی ضروری است به صورت آزمایشگاهی ساخته و در نمونه های مختلف آزمایش گردد. با توجه به دقت، حساسیت و ابعاد مدل، ساخت آن احتیاج به فناوری بالایی دارد که امیدواریم امکان ساخت آن در داخل کشور فراهم گردد و ارگان های مربوطه از ساخت و تجاری سازی آن حمایت نمایند.

سلطان رضائی اضافه کرد: ین کار، گوشه ای از یک پروژه کلان در زمینه حسگر های زیستی است. در ادامه ما قصد داریم حسگری طراحی کنیم که نه تنها قابلیت معین اندازه زیست ذرات را داشته باشد، بلکه بتواند نوع آن ها را تعیین کند. این حسگر باید تا حد ممکن کوچک باشد و قابلیت تزریق به داخل بدن موجودات زنده را داشته باشد.

لازم به ذکر است؛ مسعود سلطان رضائی پژوهشگر دوره پسادکتری دانشگاه تربیت مدرس است که در زمینه حسگر های زیستی، سامانه های میکروالکترومکانیکی، تحلیل پایداری دینامیکی ساختار ها و کنترل ارتعاشات وسایل نقلیه فعالیت می کند؛ همچنین با دانشگاه ها و مراکز علمی مختلفی از جمله دانشگاه اصفهان، دانشگاه آزاد اسلامی و چند دانشگاه بین المللی، همکاری تحقیقاتی دارد. این کار پژوهشی با همکاری مهدی بداغی و امین فرخ آبادی که به ترتیب هیئت علمی دانشگاه های ناتینگهام ترنت انگلستان و تربیت مدرس ایران هستند انجام شده است.