قام فريق من الباحثين من جامعة جنوب ويلز في أستراليا بتطوير نوع جديد من أجهزة الاستشعار الحيوية القادرة على اكتشاف كميات صغيرة للغاية من الملوثات في السوائل خلال 40 دقيقة فقط.
قام فريق من الباحثين من جامعة جنوب ويلز في أستراليا بتطوير نوع جديد من أجهزة الاستشعار الحيوية القادرة على اكتشاف كميات صغيرة للغاية من الملوثات في السوائل خلال 40 دقيقة فقط.
نجح النوع الجديد من أجهزة الاستشعار الحيوية، المسمى "المقاوم الكيميائي الحيوي"، في مواجهة التحدي الطويل الأمد المتمثل في تطوير جهاز استشعار ليس حساسًا بشكل خاص لوجود المركبات الكيميائية فحسب، بل يتمتع أيضًا بسرعة استجابة عالية. تتمتع أجهزة الاستشعار الجديدة بعدد لا يحصى من التطبيقات الممكنة للكشف عن الأدوية والسموم والمبيدات الحشرية في مجالات الاختبارات الطبية الحيوية أو البيئية.
وفي مقال نشر في المجلة العلمية Angewandte Chemie، وصف الباحثون كيف نجحوا في اختبار المستشعر المتطور من خلال الكشف عن كميات صغيرة من المضاد الحيوي البيطري الشائع الموجود في الحليب. وشددت المجلة نفسها على المقال وعرّفته بأنه "مقال مهم للغاية"، في حين أن 5% فقط من جميع المقالات المنشورة فيها تحظى بهذا التعريف.
وأشار البروفيسور جوستين جودينج من كلية الكيمياء بجامعة جنوب ويلز في أستراليا إلى أن "مادة المضاد الحيوي (إنروفلوكساسين) التي تستخدم في الصناعة الزراعية قادرة على الانتقال إلى السلسلة الغذائية". "تمكن جهاز الاستشعار البيولوجي الخاص بنا من اكتشاف هذه المادة في الحليب الخام خلال 40 دقيقة، بمستويات منخفضة تصل إلى نانوجرام واحد في لتر من الحليب. لفهم هذه القيمة، تذكر أن النانوجرام الواحد يساوي جزءًا من مليار من الجرام، وهو يمثل كتلة خلية واحدة في الجسم. "في حين أن هذه القيمة في حد ذاتها مثيرة للإعجاب بما فيه الكفاية، فإن المستشعر يعد فكرة عامة يمكن تطبيقها على نطاق واسع في العديد من المجالات المختلفة."
جهاز الاستشعار البيولوجي هو جهاز تحليلي محمول يستخدم الجزيئات البيولوجية للكشف بشكل انتقائي عن مركب محدد من خليط يحتوي على العديد من المركبات الأخرى. أصبحت أجهزة الاستشعار الحيوية الصغيرة شائعة بالفعل اليوم، وتُستخدم للتحقق من سلامة مياه الشرب لدينا، ولقياس مستويات السكر لدى مرضى السكر وفي مجموعات اختبار الحمل.
يستخدم جهاز الاستشعار البيولوجي الجديد جسيمات نانوية مغناطيسية مطلية بالذهب مرتبطة بأجسام مضادة والتي بدورها انتقائية لمادة كيميائية محددة تهم المختبر. يتم توزيع الجسيمات النانوية داخل العينة المراد فحصها وفي حالة وجود المادة المطلوبة فيها فإن بعض الأجسام المضادة تلتصق بها وتنفصل عن الجسيمات النانوية.
في الخطوة التالية، يتم جمع الجسيمات النانوية بمساعدة المغناطيس في طبقة رقيقة توضع بين قطبين كهربائيين حيث يتم قياس المقاومة الكهربائية. كلما زاد وجود المادة التي يتم قياسها، كلما تم فصل المزيد من الأجسام المضادة عن الجسيمات النانوية وبالتالي ستقل المقاومة الكهربائية للطبقة الرقيقة.
"هذا النوع الجديد من أجهزة الاستشعار الحيوية يتمتع بمعدل استجابة سريع حيث أن الجسيمات النانوية المغناطيسية الموجودة فيه "تخرج" وتلتقط المادة المقاسة، على عكس النهج المعتاد حيث تنتظر حتى تجد المادة المقاسة مناطق الاستشعار بنفسها،" يوضح. الباحث. "إن جهاز الاستشعار البيولوجي لدينا هو أيضًا أكثر حساسية من أجهزة الاستشعار البيولوجية التقليدية لأنه بمجرد تفريق الجسيمات النانوية في العينة، يتم اختبار العينة بأكملها وليس فقط جزء صغير منها."
תגובה אחת
ليس من الواضح من المقال لماذا يجب أن يستغرق اختبار التوصيل الكهربائي 40 دقيقة، وفي الوقت نفسه يستدعي اختبارًا سريعًا.