ساخت حسگر زیستی که خطر بروز سکته قلبی را تشخیص می‌دهد

پژوهشگران گروه مهندسی الکترونیک دانشگاه تربیت مدرس طی تحقیقی موفق به طراحی و ساخت «حسگر زیستی موج صوتی» برای شناسایی بدون نشانگر زیستی تروپونین قلبی در سرم خون شدند. این حسگر قابلیت تشخیص خطر بروز سکته قلبی پیش از وقوع را دارد.
به گزارش گروه علم و آموزش ایرنا، حسگرهای زیستی در شناسایی نشانگرهای قلبی که برای تشخیص اولیه انفارکتوس حاد میوکارد (سکته قلبی) مهم هستند، بکار می روند. سکته قلبی هنگامی رخ می دهد که جریان خون در بخشی از قلب کاهش یابد یا متوقف شده و باعث آسیب به عضله قلب شود.
فرزانه سلیمان پور که این پژوهش در قالب پایان نامه کارشناسی ارشد وی در رشته مهندسی برق-الکترونیک- افزاره های میکرو و نانو الکترونیک انجام شده است، در این مورد توضیح داد: در دهه های گذشته، حسگرهای زیستی متنوعی مانند نوری، الکتروشیمیایی و صوتی ساخته شده اند. اما حسگرهای امواج صوتی سطحی به دلیل هزینه کمتر نسبت به حسگرهای نوری، دارابودن قابلیت بدون برچسب گذاری که در حسگرهای الکتروشیمیایی باید انجام شود و اندازه کوچک، در کاربردهای زیستی توسعه یافته اند.
وی در خصوص اهداف این پژوهش اظهار داشت: هدف ما در این پژوهش، ساخت و مشخصه یابی حسگر زیستی صوتی سطحی برای سنجش تروپونین قلبی Troponin I)cTnI) به عنوان نشانگر زیستی خاص تشخیص سکته قلبی است.
مقدار cTnI در فرد سالم کمتر از ۰/۴ نانوگرم در میلی لیتر است که با افزایش آن احتمال بروز سکته قلبی بیشتر می شود و در غلظت یک نانوگرم در میلی لیتر سکته رخ می دهد و این حسگر ساخته شده قابلیت اندازه گیری در محدوده فرد سالم و بعد از آن را دارد.
حسگر زیستی صوتی کوچک و قابل حمل و سازگار با فناوری CMOS که با اندازه گیری میزان تروپونین در سرم خون بدون آزمایش های کلینیکی، بتواند احتمال بروز سکته قلبی را پیش از وقوع بیان کند.
حسگر ساخته شده در این پژوهش، لایه نازک اکسید روی بر بستر سیلیکون است و به دلیل استفاده از بستر سیلیکون و لایه نازک پیزوالکتریک اکسید روی و الکترودهای آلومینیومی و استفاده از آپتامر به جای آنتی بادی، نسبت به حسگرهای بر مبنای لیتیوم نایوبیت و لیتیوم تانتالیت هزینه کمتر و حساسیت و پایداری بالایی دارد.
همچنین عملکرد حسگر حساسیت ۰/۱۳۴۲ به ازای هر نانوگرم در میلی لیتر تغییر در غلظت تروپونین و پایداری۸۹ درصدی طی هشت هفته و کمترین مقدار قابل تشخیص ۰/۰۲۵ نانوگرم در میلی لیتر را نشان داد.
این پژوهش طبق اعلام دانشگاه تربیت مدرس، در قالب پایان نامه کارشناسی ارشد فرزانه سلیمان پور با راهنمایی دکتر محمد کاظم مروج در دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر دانشگاه انجام شده است.