یک پژوهشگر در دانشگاه ملی سان دیاگو، رویکردی ریاضی برای حل یک مسئله زیست شناختی در پیش گرفته است - طراحی یک آشکار ساز قابل حمل DNA. بر طبق مطلب نوشته شده در ژورنال بین المللی نانوتکنولوژی، این فرد از نوعی شبیه سازی ریاضی بهره برده است تا نشان دهد که چگونه یک ترانزیستور در مقیاس نانو می تواند با یک سیستم حسگر DNA یکی شود و سیگنال مشخصه ای را برای اجزای ویژه ای از DNA تولید نماید.

به گزارش خبرگزاری برق، الکترونیک و کامپیوتر (الکترونیوز) و به نقل از ساینس دیلی، ساموئل آفوآپ از دانشگاه ملی سان دیاگو، کالیفرنیا، تصریح کرد که یک ترتیب سنجDNA دستی می تواند تا حد زیادی به دانشمندان محیط زیست که بر روی محیط های آلوده کار می کنند، کمک کند. همچنین پژوهشگران پزشکی می توانند از این وسیله برای تشخیص اختلالات ژنتیکی، و حل مسائل و مشکلات ژنتیکی بهره ببرند. این حسگر می تواند در شناسایی سلاح های بیوتروریستی و یا در تجسس های جنایی نیز مورد استفاده قرار گیرد.

حسگر های زیستی DNA ، در ابتدا از برچسب فلوئورسنت برای هدف گیری DNA استفاده می کردند، اما این کار، هم پرهزینه بود و هم سرعت کمی داشت. اما نسل بعدی این حسگرها، از مولکول های واسطه برای افزایش سرعت این فرآیند و برچسب زدن به آنزیم ها استفاده کردند که به حسگر این امکان را می داد تا با سرعت بیشتری مولکولهای مورد نظر را انتخاب کند. با این حال هیچ کدام از این سیستم ها قابل حمل نبودند ولی روند تحقیقات اخیر به سمت سیستم هایی است که از برچسب زدن به مولکول ها استفاده نکنند و از معرف های پرهزینه بهره نبرند.

با این وجود، حسگرهای زیستی DNA امروزه همه جا و در تمام زمینه ها به کار می روند. اما تنها به دلیل نیاز به ابزارهای خاص، محدود به محیط آزمایشگاه می شوند. آفوآپ می گوید که ادامه ی تولید تجاری آن ها، تنها از طریق تولید انبوه حسگرهای زیستی DNA ممکن خواهد بود که می توانند در کاربردهای زیست محیطی، پزشکی، تجسس های جنایی و سایر موارد مورد استفاده قرار گیرند و این زمانی است که پژوهشگران بتوانند مشکل اساسی مرتبط با عملکرد ابزار آلات مولکولی موجود در تعامل بین نمونه و آشکارساز را برطرف کنند.

آفوآپ پیشنهاد می کند که نوع جدیدی از ابزار الکترونیکی، یعنی ترانزیستور اثر میدان گزیننده یون (ISFET)، باید در این نوع حسگر مجتمع شود. این نوع حسگر، می باید توسط هزاران دنباله ی شناخته شده ی DNA پوشانیده شود که می توانند با تکه های ویژه DNA که در یک نمونه پزشکی و یا زیست محیطی داده شده است، انطباق داده شوند.

تنها راه برای اینکه سیستم شروع به کار کند این است که ISFET بتواند تغییرات رسانایی را اندازه گیری کند. حسگری باید ساخت که در آن فرآیند ترکیب کردن DNA ها منجر به یک واکنش شیمیایی شود که در نتیجه تولید جریان الکتریکی می کند و می تواند باعث تولید سیگنال های الکترونیکی گسسته شود. این سیگنال ها توسط ISFET برداشته می شوند. الگوی مشخصه ی سیگنال می باید با ترکیب DNA معلومی بر روی حسگر مطابقت داشته باشد و بتواند وجود DNA خاص به کار رفته در نمونه را آشکار کند. فعالیت های ریاضی آفوآپ نشان می دهد که مدارهای واکنشی شیمیایی شناخته شده ی مختلفی در ارتباط با DNA ، قابل استخراج از این حسگرها هستند.

به گفته ی آفوآپ، ISFET ها زمینه مناسبی برای طراحی و گسترش ساخت حسگرهای DNA با قابلیت سرعت بالا، حساسیت فوق العاده و دقت بالا در انتخاب، فراهم می کنند. این حسگرهای قابل حمل DNA کاربردهای گسترده ای در پزشکی، کشاورزی، زیست محیطی و آشکار سازی سلاح های زیست محیطی خواهند داشت.

لینک دائمی | نسخه مناسب چاپ | ارسال لينك اين صفحه به دوستان |