تحقیق سنسورهاي از نوع ذرات بولوژيكي
سنسورهايي از نوع ذرات بيولوژيک
در سالهاي اخير كاربردهاي زيست فناوري و پزشكي فناوري ميكرو ونانو (كه معمولا از آن به عنوان سيستم‌هاي ميكروي الكتريكي مكانيكي پزشكي يا زيست فناوري(BioMEM) 1 نام برده مي‌شود) به‌صورت فزاينده‌اي رايج شده است و كاربردهاي وسيعي همچون تشخيص و درمان بيماري و مهندسي بافت پيدا كرده است. در حين اين كه تحقيقات و گسترش فعاليت در اين زمينه هم چنان به قوت خود باقي است، بعضي از اين كاربردها تجاري هم مي‌شود. در اين مقاله پيشرفت‌هاي اخير در اين زمينه را مرور كرده و خلاصه‌اي از جديدترين مطالب در حوزه BioMEM را با تمركز روي تشخيص و حسگرها ارائه مي‌شود.
بيوسنسور‌ها
در كاربردهاي بسياري در پزشكي، تحليل محيطي و صنايع شيميائي نياز به روشهايي جهت حس كردن مولكولهاي زيستي كوچك وجود دارد. حس‌هاي بويايي و چشايي ما دقيقا همين كار را انجام مي‌دهد و سيستم ايمني بدن ميليونها نوع مولكول مختلف را شناسائي مي‌كند. شناسائي مولكولهاي كوچك تخصص بيومولكولها است، لذا اينها شيوه جديد و جذابي براي ساخت سنسورهاي خاص را پيش رو قرار مي‌دهد. دو مولفه اساسي در اين راستا وجود دارد. المان شناساگر و روشهايي براي فراخواني زماني كه المان شناساگر هدف خودش را پيدا مي‌كند. اغلب المان شناساگر تحت تاثير منبع زيست فناوري تغيير نمي كند. مشكل اصلي در اين كار طراحي يك واسطه مناسب به يك وسيله بازخواني بزرگ است.
از آنتي باديها به صورت گسترده به عنوان بيوسنسور استفاده مي‌شود. آنتي باديها بيوسنسورهاي پيشتاز در طبيعت است، به همين دليل توسعه تستهاي تشخيصي با استفاده از آنتي باديها، يكي از زمينه‌هاي بسيار موفق در بيوفناوري است. شايد آشناترين مثال تست ساده‌اي است كه براي تعيين گروه خوني استفاده مي‌شود.
بوسنسورهاي گلوكز از موفق ترين بيوسنسورهاي موجود در بازار است. بيماران مبتلا به ديابت نياز به شيوه‌هاي مرسوم جهت پايش سطح گلوكز خود دارد. سنسورهاي قابل كاشت و غير تهاجمي در حال توسعه است، اما در حال حاضر در دسترس‌ترين شيوه بيوسنسور دستي است كه يك قطره از خون را تحليل مي‌كند.
تعريف BioMEM
از زمان آغاز سيستم‌هاي MEM در اوايل دهه 1970، اهميت كاربردهاي پزشكي اين سيستم‌هاي مينياتوري درك شد. BioMEMها در حال حاضر يك موضوع بسيار مهم است كه تحقيقات بسياري در زمينه آن انجام شده است و كاربردهاي پزشكي مهم بسياري دارد. در حالت كلي مي‌توان BioMEMها را به عنوان “دستگاهها ( وسايل) يا سيستم‌هايي ساخته شده با روش‌‌هاي الهام گرفته شده از ساخت در ابعاد ميكرو /نانو، كه براي پردازش، تحويل 2، دستكاري3، تحليل يا ساخت ذرات 4 شيميائي و بيولوژيك استفاده مي‌شود”، تعريف كرد. اين وسايل و سيستم‌ها همه واسطه‌هاي علوم زندگي و ضوابط پزشكي با سيستم‌هاي با ابعاد ميكرو و نانو را شامل مي‌شود. حوزه‌هاي تحقيقات و كاربردها در BioMEM از تشخيص بيماري‌ها مانند ميكرو آرايه‌هاي پروتئيني وDNA، تا مواد جديدي براي BioMEM، مهندسي بافت، تغيير و اصلاح5 سطح، BioMEMهاي قابل كاشت، سيستم‌هائي براي رهايش دارو و…. را شامل مي‌شوند. وسايل و سيستم‌هاي فشرده‌ايي كه از BioMEMها استفاده مي‌كنند، به عنوان “آزمايشگاه روي يك چيپ”6 و سيستم‌هاي تحليل تمام ميكروTAS ) µ يا (micro-TAS 7 نيز شناخته مي‌شود. شماتيك رسم شده از قسمت‌هاي كليدي حوزه‌هاي تحقيقاتي را نشان مي‌دهد.
اصول مورد استفاده
BioMEM و وسايل مربوط مي‌تواند با سه دسته از مواد ساخته شود كه مي‌توان آنها را به‌صورت زير طبقه‌بندي كرد:
1- ميكرو الكترونيك و MEMها،
2- مواد پلاستيكي و پليمري مانند Poly dimethylsiloxane (PDMS) و … و
3- مواد و ذرات بيولوژيك مانند پروتئين‌ها، سلولها و بافتها، … .
روي مواد گروه اول به صورت گسترده هم از ديدگاه تحقيقاتي و هم از نقطه نظر كاربرد گزارش داده شده است و به صورت متداول و رايج در وسايل و دستگاهها و MEMها استفاده قرار گرفته است.
تحقیق سنسورهاي از نوع ذرات بولوژيكي