سایت ویستاژن در این مطلب به توضیح دستگاه الایزا ریدر و کاربردهای آن پرداخته است.

دستگاه الایزا ریدر

الایزا ریدرها که به آنها پلیت ریدر و یا میکروپلیت ریدر نیز گفته می شود،ابزارهایی هستند که در تشخیص رویدادهای زیست شناسی، شیمیایی یا فیزیکی نمونه ها در صفحه های میکروتیتر مورد استفاده قرار می‌گیرند. این دستگاه کاربرد گسترده ای در کشف دارو، اعتبارسنجی‌های زیست‌شناسی، کترل کیفیت و فرآیندهای تولید در صنایع دارویی و زیست‌فناوری دارد. فرمت‌های رایج تر میکروپلیت که در تحقیقات آکادمیک و آزمایشگاه‌های تشخیص طبی مورد استفاده قرار می‌گیرد دارای ۹۶ چاهک(ماتریس ۸ در ۱۲) است. میکروپلیت های سنگین تر(که ۳۸۴ یا ۱۵۳۶ چاهک دارند) ، عموما برای غربالگری‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرد وتوان را افزایش و هزینه را کاهش می‌دهد.

حالت های تشخیصی رایج دستگاه میکروپلیت ریدر شامل جذب، مشاهده فلورسانس، لومینسانس، قطبش فلوئورسانس و Time-resolved fluorescence است.

جذب

تشخیص جذب در میکروپلیت ریدرها بیش از سه دهه است که قابل دسترس است و برای اعتبارسنجی هایی نظیر الایزا، اندازه گیری پروتئین و نوکلئیک اسید یا فعالیت آنزیم استفاده می‌شود. یک منبع نور نمونه را با استفاده از طول موج خاص (انتخاب شده توسط یک قطعه نوری یا مونوکروماتور) روشن می کند و یک ردیاب نور که در طرف دیگر چاه قرار دارد ، مقدار نور عبوری از طریق نمونه را اندازه گیری می کند. مقدار نور عبور داده شده،عموما به غلطت مولکول مورد نظر مربوط است. ارزیابی آمونیوم،نیترات،نیتریت،اوره،آهن و اورتوفسفات،نمونه‌هایی از آنالیزهایی هستند که به روش میکروپلیت ریدر تبدیل شده اند.بیشتر رنگ‌سنجی های شیمیایی اخیر،به طور مستقیم برای استفاده در میکروپلیت ریدر توسعه یافته اند.

فلورسانس

تشخیص فلوئورسانس در فرمت میکروپلیت به طور گستره در دو دهه‌ی اخیر گسترش یافته است.طیف کاربردهای آن بسیار گسترده تر از استفاده از جذب است اما این ابزار غالبا گران‌تر است.در این نوع ابزار،اولین سیستم نوری،نمونه را با استفاده از طول موج خاصی روشن می‌کند.در نتیجه‌ی این روشنایی،نمونه نور ساطع می‌کند و سیستم نوری ثانویه،این نور ساطع شده را جمع‌آوری می‌کند و آن را(با استفاده از یک فیلتر یا سیستم مونوکروماتور) از نور خارجی مجزا می‌کند و این سیگنال را با استفاده از یک ردیاب نوری همانند لوله‌ی فوتومولتیپلر اندازه گیری می‌کند.از مزایای این روش نسبت به مشاهده‌ی جذب،حساسیت است؛ و دامنه‌ی کاربرد که انتخاب گسترده ای از برچسب های فلورسنتی که امروزه موجود هستند،به دست می‌دهد. به عنوان مثال،تکینیکی که تصویربرداری کلسیمی نامیده می‌شود، شدت رنگهای حساس به کلسیم را برای ارزیابی میزان کلسیم داخل سلولی اندازه گیری می کند.

لومینسانس

لومینسانس نتیجه‌ی یک واکنش شیمیایی یا زیست‌شناسی است.ردیابی لومینسانس از لحاظ نوری ساده تر از فلورسانس است؛به این دلیل که لومینسانس نیازی به یک منبع نور برای تحریک ندارد.

یک سیستم نوری لومینسانس تشکیل شده از یک محفظه‌ی خوانش نور و یک ردیاب PMT. برخی از پلیت ریدر ها یک ردیاب PMT آنالوگ را بکار می‌برند درحالیکه بقیه دستگاه‌ها،یک ردیاب شمارنده‌ی فوتون دارند. شمارنده‌ی فوتون به طور گسترده ای به عنوان حساس ترین وسیله تشخیص لومینسانس پذیرفته شده است.برخی پلیت ریدر ها چرخ های فیلتر یا سیستم های نوری سنجش طول‌موج مونوکروماتور قابل تنظیم را برای انتخاب طول‌موج‌های لومینسانس خاص را پیشنهاد می‌دهند.

قطبش فلورسانس

این تکنیک نیز بسیار شبیه به ردیابی FI است.تنها تفاوت دراین است که این سیستم شامل فیلترهای پولاریزاسیون است که در مسیر نور قرارگرفته‌اند. نمونه های داخل میکروپلیت با استفاده از نور پولاریزه(قطبیده شده) تحریک می‌شوند. بسته به تحرک مولکول‌های فلورسنتی که در چاه ها هستند، نور ساطع شده می‌تواند پولاریزه یا غیرپولاریزه باشد.برای مثال،مولکول‌های بزرگ موجود در محلول(مثل پروتئین) که به خاطر اندازه‌شان نسبتا آرام می‌چرخند، وقتی با نور پولاریزه تحریک می‌شوند، نور پولاریزه را ساطع می‌کنند.از سوی دیگر،چرخش سریع مولکول‌های کوچک‌تر،سبب دپولاریزه شدن سیگنال می‌شود.سیستم تحریک در این پلیت ریدر،فیلترهای پولاریزه رابرای بررسی پولاریزه بودن (قطبیدگی) نور ساطع شده بکار می‌برد.سطح پایین پولاریزاسیون،نشان می‌دهد که مولکول ‌های کوچک آزادانه در محلول حرکت می‌کنند.سطح بالای قطبیدگی نور ساطع شده نشان‌دهنده‌ی این است که فلورسنت به یک کمپلکس مولکولی بزرگتر متصل شده است. در نتیجه،یکی از اساسی ترین کاربردهای ردیابی FI،ارزیابی اتصال مولکولی است؛زیرا می‌توان تشخیص داد که آیا یک مولکول کوچک فلورسنت به یک مولکول بزرگتر غیرفلورسنت متصل شده یا نه؛ بدین صورت که اتصال سبب کاهش سرعت چرخش مولکول فلورسنت، و درنتیجه افزایش پولاریزاسیون می‌شود.

Time-resolved fluorescence

Time-resolved fluorescence  یا TRF بسیار شبیه به اندازه گیری شدت فلورسانس (FI) است.  تنها تفاوت آنها در زمان بندی فرایند تحریک / اندازه گیری است.  هنگام اندازه‌گیری FI ، فرایندهای برانگیختگی و انتشار همزمان هستند و نور ساطع شده توسط نمونه در حین تحریک اندازه گیری می شود.هرچند سیستم های انتشار در از بین بردن نور تحریک قبل از رسیدن به ردیاب بسیار کارآمد هستند،میزان نور تحریک در مقایسه با نور انتشار به گونه ای است که اندازه گیری FI همیشه سیگنال های پس زمینه نسبتاً بالایی را نشان می دهد. TRF راه حلی برای این مشکل ارائه می‌دهد که مبتنی بر استفاده از فلورسنت های خاص تحت عنوان لانتانیدها است که این خاصیت را دارند که پس از گذشت مدت طولانی از تحریک (در حدود میلی ثانیه) ، از خود نور ساطع می‌کنند؛در صورتی که بیشتر رنگ‌های فلورسنت استاندارد فقط تا چند نانوثانیه پس از برانگیخته شدن،نور منتشر می‌کنند.در نتیجه می‌توان لانتانیدها را با استفاده از یک منبع نور پالس تحریک کرد و بعد نتیجه را اندازه‌گیری کرد.در این صورت پالس‌های زمینه‌ای در مقایسه با سنجش استاندارد FI کمتر خواهد بود. .اشکالاتی که وجود دارد این است که ابزارها و معرف‌ها معمولا گران هستند و این که کاربردها باید سازگار با استفاده از رنگ‌های لانتانید خیلی خاص باشند.کاربرد اصلی TRF در غربالگری دارو،تحت عنوان TR-FRET (time-resolved fluorescence energy transfer) یافت می شود.سنجش TR-FRET بسیار مقاوم است و می‌توان به راحتی آن را در مقادیر کوچک بکار برد.استحکام،قابلیت خودکارسازی و کوچک سازی ویژگی‌های مورد توجه در آزمایشگاه غربالگریست.

پراکندگی نور و نفلومتری

پراکندگی نور و نفلومتری،روش‌هایی برای تعیین قسمت حل‌نشده‌ی یک محلول هستند.یک باریکه‌ی نور از نمونه عبور داده می‌شود و این نور توسط ذرات معلق پراکنده می‌شود.نور پراکنده‌ای که در قسمت دیگر محلول اندازه‌گیری می‌شود،نشان‌دهنده‌ی مقدار ذرات حل‌نشده‌ی موجود در محلول است.کاربردهای رایج پراکندگی نور/نفلومتری، شامل غربالگری خودکار حلالیت دارو،سینتیک رشد میکروبی طولانی مدت،لخته سازی و… است.

ابزارها و ارزیابی‌ها

بسیاری از روش های تشخیصی(جذب،فلورسنت،لومینسنس و….) بصورت مستقل در میکروپلیت های اختصاصی در دسترس هستند،اما اغلب بصورت ترکیب شده در یک دستگاه یافت می‌شوند. همچنین ابزارهایی برای اندازه‌گیری نور دینامیک و استاتیک پراکنده شده از نمونه‌ها در میکروپلیت موجودند. محدوده‌ی کاربرد میکروپلیت ریدرهای چندحالته بسیار وسیع است. برخی از رایج ترین کاربردهای این دستگاه‌ها عبارتند از:

الایزا

ارزیابی پروتئین و رشد سلولی

اینتراکشن های پروتئین-پروتئین

ارزیابی نشانگرها

کمیت نوکلئیک اسید

اینتراکشن های مولکولی

فعالیت آنزیمی

سمیت سلولی

کمیت ATP

ایمنی‌سنجی

کشف دارو

درحالیکه پلیت ریدر عموما به موارد گفته شده در بالا اشاره دارد،ابزارهای متنوع دیگری نیز در دسترسند.چند نمونه از دستگاه‌هایی که با فرمت میکروپلیت ریدر کار می‌کنند عبارتند از:

-پلیت ریدر های ELISPOT:برای شمارش لکه‌های رنگی که در دوره سنجش ELISPOT شکل می‌گیرند،استفاده می‌شوند.

– High-content screening (HSC): سیستم‌های غربالگری که هر چاه را برای ردیابی جمعیت سلولی با وضوح بالا تصویرسازی می‌کنند.

-ابزارهای بدون لیبل که از میکروپلیت‌های تخصصی برای اندازه‌گیری وقایع اتصال،بدون استفاده از نشانگر های شیمیایی استفاده می‌کنند.

Gel documentation system

 Gel documentationبه ابزاری گفته می‌شود که به طور گسترده در آزمایشگاه های زیست شناسی مولکولی برای تصویرسازی و مستندسازی اسید نوکلئیک و پروتئین‌های نشاندار شده در ژل های پلی آکریلامید یا آگارز یا سلولز مورد استفاده قرار می گیرد . این ژل ها به طور معمول توسط اتیدیوم برومید یا سایر رنگ‌های اسید نوکلئیک مانند GelGreen،رنگ می شوند. سیستم ها بسته به توان و نوع نمونه ، تنظیمات متنوعی دارند. به طور کلی ، یک ژل داک شامل یک منبع نور ماوراء بنفش (UV) ، یک هود یا اتاق تاریک برای محافظت از منابع نوری خارجی و محافظت از کاربر در برابر اشعه ماوراء بنفش ، و یک دوربین CMOS برای ثبت تصویر است. ژل الکتروفورز در اتاق تاریک قرار می‌گیرد و نور (عموما فلورسانس) به ژل تابانده می‌شود؛ در نتیجه نشانگر هایی که به پروتئین یا DNA متصل شده و نسبت به نور حساسیت نشان می‌دهند،با تابش نور مرئی،پروتئین و یا DNA را بصورت رنگی نشان می‌دهند.و دوربین مخصوص عکس آن را ثبت میکند؛سپس اطلاعات مربوطه به وسیله‌ی نرم افزار های خاص قابل بررسی است.

مدلهای تصویری که اخیراً تولید شده اند همچنین شامل ویژگی هایی برای کنترل انواع فلورسانس و لومینسانس با دوربین هایی هستند که تا 60- درجه سانتیگراد خنک شده اند.  سایر ویژگی های پیشرفته عبارتند از: چاپ سریع روی دوربین و اتصال به Wi-Fi جهت کنترل توسط تلفن های هوشمند و تبلت.

کاربردها

تصویربرداری از ژل و بلات

 شمارش کلنی

 ایمنی‌سنجی

 تشخیص پروتئین

 تعیین تغییرات پس از ترجمه

 الکتروفورز دو بعدی

 کمیت پروتئین

انواع سیستم های ژل Doc

 نوع سیستم های مستندسازی ژل مورد نیاز آزمایشگاه، بستگی به روش کاربرد و تشخیص دارد.

 کِمی‌لومینسانس: به طور کلی برای وسترن بلات مورد استفاده می گیرد.

ردیاب های اتیدیوم برمید دیجیتال/CCD ، مادون قرمز ، کِمی‌لومینسانس ، فلورسانس 3 رنگ ، چگالی سنجی و نور مرئی در دسترسند تا خوانش کمی از نوارهای اسید نوکلئیک و پروتئین ، بلات های نقطه ای و میکروپلیت ها انجام گیرد.

 رادیوگرافی خودکار فیلم: برای رادیوایزوتوپ ها استفاده می شود.

 لیزر: حساسیت بالا و اندازه گیری دقیق برای رادیوایزوتوپ ها و انعطاف پذیری در انتخاب فیلترهای انتشار ؛ از جمله فیلترهای سفارشی برای رنگهایی مانند Cy.

Multiplex: چندین سیگنال فلورسنت را همزمان و در همان آزمایشات تشخیص داده و تصویر می‌کند و یا سیگنال های رادیوایزوتوپی، لومینسانس و رنگ سنجی را تشخیص می‌دهد.

Phosphoimager: حساسیت پیشرفته برای کاربردهای فلورسانس چندگانه و رادیو ایزوتوپ ها ، انعطاف در انتخاب فیلترهای انتشار ، از جمله فیلترهای سفارشی.

گردآورنده : سرکار خانم لیلا تنهایی

سایت ویستاژن در این مقاله به توضیح کاریوتایپ و کاربردهای آن کاپرداخته است.

کاریوتایپینگ چیست؟

به بیان ساده می توان گفت کاریوتایپ  تصویری است که از کروموزوم های یک فرد تهیه می شود. که با در نظر گرفن شکل و اندازه و تعداد آنها،موقعیت سانترومرها، الگوی اتصال، هرگونه تفاوت بین کروموزوم‌های جنسی، و هرگونه ویژگی فیزیکی دیگر منظم شده‌اند.

کاریوتایپینگ یک روش آزمایشگاهی است که به پزشک شما این را امکان می دهد تا مجموعه کروموزوم های شما را مورد رررسی و معاینه قرار دهد. “Karyotype” درواقع به مجموعه ‌ای حقیقی از کروموزوم ها که قرار است مورد بررسی قرار گیرد ، اشاره دارد. بررسی کروموزوم ها از طریق کاریوتیپ به پزشک شما اجازه می دهد تا تشخیص دهد که آیا ناهنجاری یا مشکلات ساختاری در کروموزوم‌هایتان وجود دارد یا خیر.

کروموزوم‌ها تقریبا در اکثر سلول‌های بدن شما وجود دارند. آنها حاوی ماده ژنتیکی هستند که از والدین شما به ارث رسیده است. کروموزوم ها متشکل از DNA هستند و نحوه تکامل هر انسانی را تعیین می کنند. هنگامی که یک سلول تقسیم می شود، باید مجموعه کاملی از دستورالعمل های ژنتیکی را به هر سلول جدیدِ حاصله ، منتقل کند. وقتی سلول در روند تقسیم قرار نمی گیرد، کروموزوم ها به شکلی گسترده و غیر سازمان یافته در سلول حاضر هستند. در حین تقسیم، کروموزوم های موجود در این سلول های جدید به صورت خطی در خط‌ استوای سلول قرار می گیرند.

آزمایش کاریوتیپ، این سلول های تقسیمی را بررسی می کند. جفت کروموزوم ها با توجه به اندازه و مورفولوژیشان مرتب می شوند. این ویژگی به پزشک شما کمک می کند تا به راحتی تشخیص دهد که آیا کروموزوم هایتان از بین رفته یا آسیب دیده اند یا خیر ‌.

فواید و کاربردهای کاریوتایپ

یک وضعیت ژنتیکی را میتوان از نشانه‌هایی مثل تعداد کروموزوم ها ، کروموزوم های نادرست مرتب شده یا کروموزوم های دریافت.  شرایط ژنتیکی بسیار متفاوتی در دنیا وجود دارد ، اما دو نمونه از آنها نشانگان داون و سندرم ترنر است.

از کاریوتایپ افراد می توان برای تشخیص انواع اختلالات ژنتیکی استفاده کرد. به عنوان مثال ، نارسایی زودرس تخمدان یک خانم ممکن است در اثر نقص کروموزومی ایجاد شده باشد که آزمایش کاریوتایپ میتواند آن را مشخص کند. داشتن این کروموزوم می تواند لوسمی میلوژن مزمن (CML) را نیز نشان دهد. برای تشخیص ناهنجاری های ژنتیکی مثل سندرم کلاینفلتر که نشان دهنده نقایص جدی هنگام تولد است ، می توان قبل از زایمان از نوزادان تست کاریوتایپ گرفت. در سندرم کلاینفلتر ، پسری با کروموزوم X اضافی متولد می شود.

تمهیدات و خطرات این آزمایش

تدارکات مورد نیاز برای کاریوتیپ بستگی به روشی دارد که پزشک شما برای گرفتن نمونه از سلولهای خونی شما برای آزمایش استفاده خواهد کرد. نمونه ها را می توان به روش های مختلفی دریافت کرد ، از جمله :

• آزمایش و کشت بافت خون
• بیوپسی مغز استخوان ، که شامل گرفتن نمونه از بافت اسفنجی در داخل استخوان های خاص است
• آمنیوسنتز ، که شامل گرفتن نمونه از مایع آمنیوتیک از رحم است

البته گاهاً این روش های آزمایشگاهی همراه با عوارض بوده که البته وقوع آن بسیار نادر است. مثلا گاهی خطر خونریزی و عفونت از ترشحات خون یا بیوپسی مغز استخوان وجود داشته و آمنیوسنتز خطر بسیار کمی از سقط جنین را به همراه دارد.

اگر تحت آزمایش شیمی درمانی باشید ، ممکن است کمی از وضوح آزمایش شما کاسته شود. شیمی درمانی می تواند کروموزومهای فرد را کمی تخریب کند‌ ، که در تصاویر حاصل از آزمایش کاریوتیپ ظاهر می شود.

نحوه انجام تست کاریوتایپ

اولین قدم برای کاریوتایپ، گرفتن نمونه ای از سلول های شما است. سلول های نمونه می توانند از تعدادی بافت مختلف گرفته شوند. این بخشها می تواند شامل موارد زیر باشد:

• مغز استخوان
• خون
• مایع آمنیوتیک
• جفت

نمونه برداری با توجه به اینکه در کدام ناحیه از بدن مورد آزمایش قرار می گیرد، می تواند با استفاده از روشهای مختلف انجام شود. به عنوان مثال ، در صورت نیاز به آزمایش مایعات آمنیوتیک ، پزشک از آمنیوسنتز برای جمع آوری نمونه استفاده می کند.

پس از نمونه برداری ، نمونه را در یک ظرف آزمایشگاهی قرار می دهند که سلول ها در آن رشد یابند‌ یک تکنسین آزمایشگاه سلول های نمونه را گرفته و آنها را رنگ آمیزی می کند که باعث می شود پزشک شما کروموزوم ها را در زیر میکروسکوپ مشاهده کند.

این سلولهای رنگ آمیزی شده ، برای بررسی ناهنجاری های احتمالی تحت میکروسکوپ خاصی مورد بررسی قرار می گیرند. ناهنجاری ها می تواند شامل موارد زیر باشد:

• کروموزوم های اضافی
• کروموزوم های از دست رفته
• بخش هایی که فاقد کروموزوم هستند
• بخش های اضافی یک کروموزوم
• بخش هایی که از یک کروموزوم جدا شده و به دیگری پیوستند

تکنسین آزمایشگاه می تواند شکل ، اندازه و تعداد کروموزوم ها را ببیند. این اطلاعات در تعیین وجود ناهنجاری های ژنتیکی از اهمیت بالایی برخوردار است.

توصیف نتایج آزمون

نتیجه آزمایش عادی 46 کروموزوم سالم را نشان می دهد. دو مورد از این 46 کروموزوم ، کروموزوم های جنسی است که جنسیت فرد مورد آزمایش را تعیین می کند و 44 مورد از آنها اتوزوم است. اتوزومها ارتباطی با تعیین جنسیت فرد مورد آزمایش ندارند. زنان دارای دو کروموزوم X هستند ، در حالی که مردها یک کروموزوم X و یک کروموزوم Y دارند.

ناهنجاری هایی که در یک نمونه آزمایش مشاهده می شود ، می تواند نتیجه هر تعداد سندرم یا شرایط ژنتیکی باشد. بعضی اوقات ، در نمونه آزمایشگاه اختلال ایجاد می شود که در بدن و شرایط زندگی شما منعکس نشده است. آزمایش کاریوتایپ ممکن است تکرار شود تا ناهنجاری ها بطور دقیق‌تر بررسی شوند.

ویستاژن vistagene vistagene

گردآورنده : سرکار خانم فاطمه علیزاده ثانی

سایت ویستاژن در این مقاله به توضیح بیوسنسورهای زیستی یا حسگرهای زیستی پرداخته است.

حسگر زیستی یا Biosensor چیست؟

بیوسنسور ها به گروهی از حسگرها اطلاق می شود که طراحیشان به صورتی است که توان واکنش با یک ماده خاص را دارند و در نهایت پیام هایی را ایجاد می کنند که ریزپردازنده ها توان تجزیه و تحلیل آن ها را دارند. این حسگرها تنوع زیادی دارند ولی همه ی آن ها ساز و کاری یکسان دارند.

در بدن انسان حسگرهای زیستی متنوعی بصورت طبیعی وجود دارد، مثل حواس بویایی و چشایی و سیستم ایمنی انسان که به ترتیب به شناسایی بو، طعم و مولکول های متنوع مشغول هستند.

حسگر زیستی در اتحادیه بین‌المللی شیمی کاربردی و اتحادیه بین‌المللی شیمی محض (IUPAC)، به مجموعه ابزارهایی گفته می شود که با استفاده از واکنش‌های بیوشیمیایی خاص به آشکار سازی بافت‌ها، سلول‌ها یا هر عنصر شیمیایی ماده مورد نظر معمولاً به صورت الکتریکی، اُپتیکی، یا گرمایی می پردازد و تمام این کار ها با کمک آنزیم های ایزوله اتفاق می افتد.

کاربرد حسگرهای زیستی معمولاً برای آگاهی از غلظت محلولی مثلا گلوکز خون و بررسی دی‌ان‌ای( DNA) است. با آگاهی از DNA  می توانیم نقص های ژنتیکی یا ابتلاء به سرطان ها را در بدو تولد تشخیص دهیم .

نحوه ی عمل در این روش به این صورت است که طیف DNA  با طیف DNA دارای نقص در ترتیب که در نهایت باعث بروز سرطان می‌شود، می‌توان از ابتلاء به سرطان یا سایر بیماری های ژنتیکی اطلاع یافت.

دریافتگرهای زیستی قابل استفاده در حسگر های زیستی گی توانند جنس و انواع مختلفی داشته باشند. این دریافتگر ها می توانند  آنزیم، پادتن، گیرنده‌های سلولی اسیدهای نوکلئیک DNA یا  RNA  میکروارگانیسم یا سلول کامل، بافت و گیرنده‌های سنتتیک باشند.

حسگرهای زیستی سیستم ایمنی بدن که بر پایه آنتی بادی هستند، حسگرهای ایمنی نام دارند.

حسگر پذیرنده زمانی بوجود می آید که بین عنصر حسگر و آنالیت اتصال رخ دهد. حسگر متابولیسمی زمانی بوجود می آید که در اثر واکنشی که بین عنصر زیستی و آنالیت رخ می دهد،یک تغییر شیمیایی حاصل شود و باید اندازه گیری غلظت یکی از بستر ها یا محصولات را انجام دهیم.

گاهی ممکن است در اثر واکنشی که بین عنصر زیستی و آنالیت رخ می دهد،تغییر شیمیایی رخ ندهد و به کمک تبدیل بستر کمکی بتوانیم سیگنال تولید کنیم که در این حالت به آن حسگر زیستی،حسگر کاتالیتی می گوییم.

حسگرهای زیستی در دسته ی ابزار های تجزیه ای قرار می گیرند و از ۳ بخش اساسی تشکیل شده اند

۱.عنصر زیستی (جزئی که وظیفه ی تشخیص یون ها و مولکول های مورد نظر را دارد)

۲.مبدل (Transducer)

۳.سیستم قرائت (Read out System)

شاید سوال پیش بیاید که عضو زیستی در کجا قرار دارد؟ این بخش با استفاده از روش های متنوع بر روی مبدل ،تثبیت (Immobilize) شده است، که این عضو زیستی دارای گزینش پذیری بالایی در برهم کنش های زیستی و همچین در آشکارسازی آنالیت است .

در اثر تطابق ساختار جایگاه فعال آنزیم (Active site) با ساختار فضایی پیش‌ماده ،آنزیم فقط می تواند پیش ماده اختصاصی خود را قبول کند و واکنش مورد نظر را فقط بر روی پیش ماده اختصاصی خود اعمال کند.این ها ارتباط خاص بین گیرنده و لیگاند در سیستم های زیستی است که بین پیش ماده و آنزیم برقرار است.

اساس کار در این حسگر ها به این صورت است که  مبدل فیزیکی وظیفه دارد تا  پدیده شناسایی را بصورت یک اثر قابل اندازه گیری یا حرکت مکانیکی تبدیل می کند، مثال این اثر قابل اندازه گیری می تواند نشر نور،سیگنال الکتریکی و … باشد، که در پایان سیستم قرائت آن ها را اندازه گیری می کند.

عضو زیستی ای که اغلب در این حسگرها استفاده می شوند آنتی بادی ها،آنزیم ها، اندامک ها، گیرنده ها و اسیدهای نوکلئیک هستند.وظیفه این ذرات زیستی اینگونه است که با آنالیت های اتصال ویژه داشته باشند موردنظر و امکان تجزیه کمی و همچنین کیفی آن را بوجود آورند.

سنسورهای زیستی پوشیدنی برای پوست در حال ساخت است که قادرند آنچه در عرق شماست تشخیص دهند.هدف از انجام این کار کنار گذاشتن روش هایی مانند خون گرفتن است.روش پردازش در این حسگر بصورت “roll-to-roll” است .

برای بررسی این حسگر،آن را در افرادی که ورزش می کردند و افرادی که به لحاظ شیمیایی تحریک شده بودند، استفاده کردند تا میزان تعریق، الکترولیت‌ها و متابولیت‌هایی که در عرقشان موجود بود را ببرسی کنند.

به گفته ی دکتر علی جاوه‌ای، استاد مهندسی برق و علوم کامپیوتر در دانشگاه کالیفرنیا: ترکیبات عرق رمزگشاست.

این سنسورهای پوشیدنی به منظور جذب عرق پوست به  یک لوله میکروسکوپی مارپیچ یا میکروفلوئیدیک مجهز هستند.

با ارزیابی سرعت عبور عرق از این لوله،سنسور ها توان گزارش میزان و سرعت تعریق فرد را دارند.

این لوله ها همچنین سنسورهای شیمیایی دارند که قابلیت تشخیص تراکم الکرولیت هایی مثل پتاسیم،سدیم را دارند.علاوه بر الکترولیت ها،متابولیت ها نیز برای این سنسور ها قابل تشخیص هستند مثل گلوکز.

محققان با قرار دادن حسگرهای عرق بر روی نقاط مختلفی مثل پیشانی، ساعد، زیر بغل و بالای کمر افراد توانستند میزان تعریق و سدیم و پتاسیم موجود در عرق افراد را  اندازه‌گیری کنند و به این نتیجه رسیدند این سنسورهای پوشیدنی

می توانند مثل یک هشدار در زمان هایی که فرد خود را تحت فشار قرار می دهد،عمل کند.

با استفاده از این وسیله می توان تغییرات را در هر نقطه بدن و در هر لحظه متوجه شد.

اما در طی تحقیقات متوجه شدند میزان گلوکز موجود در عرق با خون یکسان نبوده و این روش نمی تواند جایگزین مناسبی برای بررسی میزان قند خون فرد باشد‌.

نگهداری نوزادان زودرس در بخش مراقبت‌های ویژه  در حالی که تعداد زیادی کابل،سنسور،تجهیزات پزشکی و دستگاه های متنوع به منظور بررسی علائم حیاتی به نوزاد متصل است،تا حدودی نادرست است.چون به گفته ی دانشمندان اتصال پوستی نوزاد با مادر باعث بهبود بخشی به قلب نوزاد و پایداری تنفس و کاهش استرس او می شود.

محققان دانشگاه North western بیوسنسور های زیستی ای را طراحی کردند که مشابه برچسب است.  این بیوسنسور ها بدون هیچ گونه آسیب از پوست نوزاد جدا می شوند. قرار گیری این بیوسنسور ها بر روی قفسه سینه برای به منظور اندازه گیری ضربان قلب و دیکر نقلط بدن به منظور اندازه گیری دما و فشار و همچنین اندازه گیرب اکسیژن موجود در خون کودکان کاربرد دارد.ارتباط این بیوسنسور ها به دستگاه های نمایشگر بصورت بی سیم است و همچنین این بیوسنسور ها همانند دستگاه ECG روی قفسه سینه هستند و ضربانات و نمودار تغییرات را نشان می دهند.این بیوسنسور ها همانند تلفن همراه شارژ می شوند.

گردآورنده : سرکار خانم زینب خوشنود

vistagene       vistagene