تحقیق سنسورهايی 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