ژاپنی‌ها بینی مصنوعی ساختند که بو‌ها را به خوبی تشخیص می‌دهد
تاریخ انتشار: ۵ بهمن ۱۴۰۱ | کد خبر: ۳۶۹۳۰۴۳۱
محققان ژاپنی با طراحی نوعی بینی مصنوعی موفق به تشخیص بو‌ها با دقت و حساسیت بالا شدند. مزیت این فناوری امکان تولید انبوه آن است.
به گزارش گروه دانشگاه خبرگزاری دانشجو، حسگر‌های بویایی مبتنی بر گرافن که می‌توانند مولکول‌های بو را بر اساس طراحی توالی پپتید تشخیص دهند، به تازگی توسط محققان در موسسه فناوری توکیو ساخته شده است.
بیشتر بخوانید:
اخباری که در وبسایت منتشر نمی‌شوند!
سنجش بویایی یا سنجش بو بخشی جدایی‌ناپذیر از بسیاری از صنایع از جمله مراقبت‌های بهداشتی، مواد غذایی، لوازم آرایشی و نظارت بر محیط زیست است. در حال حاضر، متداول‌ترین تروش برای تشخیص و برآورد مولکول‌های بو، طیف سنجی کروماتوگرافی گازی (GC -MS) است. این روش اگرچه بسیار مؤثر است، اما محدودیت‌هایی مانند حجیم بودن و حساسیت محدود دارد.
در سال‌های اخیر، ترانزیستور‌های اثر میدانی گرافن (GFET) با ادغام با گیرنده‌های بویایی، که به‌عنوان بینی‌های الکترونیکی نیز شناخته می‌شوند، برای توسعه حسگر‌های بوی بسیار حساس و انتخابی استفاده شده‌اند. سطوح اتمی مسطح و تحرک الکترونی زیاد سطوح گرافن، GFETها را برای جذب مولکول‌های بو ایده‌آل می‌کند. با این حال، استفاده از GFET به عنوان حسگر‌های زیستی الکتریکی به شدت توسط عواملی مانند شکنندگی گیرنده‌ها و عدم وجود مولکول‌های مصنوعی جایگزین که می‌توانند به‌عنوان گیرنده‌های بویایی عمل کنند، به شدت محدود است.
تیمی از محققان موسسه فناوری توکیو به رهبری پروفسور یوحی هایمیزو تصمیم گرفتند این مسائل را با گیرنده‌های بویایی مبتنی بر GFET برطرف کنند. در مطالعه اخیر خود، این تیم سه پپتید جدید را برای زیست‌حسگر‌های گرافنی طراحی کرده و توسعه داده است که می‌توانند مولکول‌های بو را تشخیص دهند.
پروفسور هایامیزو توضیح می‌دهد: «توالی پپتید‌ها که ما برای انجام دو کارکرد اصلی طراحی کرده ایم عمل به عنوان یک داربست بیومولکولی برای مونتاژ خود بر روی یک سطح گرافن و عملکرد به عنوان یک پروب زیستی برای اتصال مولکول‌های بو است. در این فناوری کافی است که سطح گرافن را به صورت خودآرا بپوشانید و سطح را به طور یکنواخت برای گیراندازی مولکول‌های بو آماده کنید.»
این تیم میکروسکوپ نیروی اتمی را به کار برد تا نشان دهد پپتید‌ها به طور یکنواخت سطح گرافن را با ضخامت یک مولکول واحد پوشانده‌اند. سپس از گرافن عامل‌دار برای ساخت یک GFET برای تشخیص مولکول‌های بو استفاده شد. پس از طراحی و ساخت، این تیم لیمو، منتول و متیل سالیسیلات را به عنوان مولکول‌های بوی نمونه آزمایشی به GFET تزریق کردند. اندازه گیری الکتروشیمیایی نشان داد که اتصال با مولکول‌های بو باعث کاهش هدایت گرافن می‌شود. این مشاهدات همچنین نشان داد که تعامل بین سه دنباله پپتید و مولکول بو باعث ایجاد امضا‌های بسیار مشخص می‌شود. این نتایج تأیید کرد که پاسخ GFET به مولکول‌های بو بستگی به طراحی پپتید دارد.
علاوه بر این، این تیم اندازه‌گیری‌های الکتریکی در زمان واقعی را برای نظارت بر پاسخ جنبشی GFET انجام داد. مشاهدات نشان داد که محدودیت زمان مرتبط با جذب و دفع مولکول‌های بو برای هر یک از توالی پپتید‌ها بی‌نظیر است. مشاهدات تأیید کرد که GFET در تشخیص الکتریکی مولکول‌های بو با کمک پپتید‌های طراحی شده موفق بوده است. پروفسور هایمیزو می‌گوید: «رویکرد ما ساده است و می‌تواند برای تولید انبوه گیرنده‌های بویایی مبتنی بر پپتید استفاده شوند که می‌توانند گیرنده‌های پروتئین طبیعی را که مسئول حس بوی ما هستند را تقلید کنند. ما یک قدم نزدیک‌تر به تحقق مفهوم بینی‌های الکترونیکی هستیم.»
رویکرد قوی ارائه شده در این مطالعه در‌های جدیدی را برای توسعه سیستم‌های بوی بسیار انتخابی و حساس مبتنی بر GFET باز می‌کند. این بینش‌ها را می‌توان هنگام طراحی حسگر‌های پیشرفته پپتید که می‌توانند تجزیه و تحلیل چند بعدی از طیف وسیعی از مولکول‌های بو را انجام دهند، استفاده کرد.
منبع: خبرگزاری دانشجو
کلیدواژه: ژاپنی ها بینی مصنوعی گرافن محققان فناوری نانو گیرنده های بویایی مولکول های بو گیرنده ها پپتید ها
درخواست حذف خبر:
«خبربان» یک خبرخوان هوشمند و خودکار است و این خبر را به‌طور اتوماتیک از وبسایت snn.ir دریافت کرده‌است، لذا منبع این خبر، وبسایت «خبرگزاری دانشجو» بوده و سایت «خبربان» مسئولیتی در قبال محتوای آن ندارد. چنانچه درخواست حذف این خبر را دارید، کد ۳۶۹۳۰۴۳۱ را به همراه موضوع به شماره ۱۰۰۰۱۵۷۰ پیامک فرمایید. لطفاً در صورتی‌که در مورد این خبر، نظر یا سئوالی دارید، با منبع خبر (اینجا) ارتباط برقرار نمایید.
با استناد به ماده ۷۴ قانون تجارت الکترونیک مصوب ۱۳۸۲/۱۰/۱۷ مجلس شورای اسلامی و با عنایت به اینکه سایت «خبربان» مصداق بستر مبادلات الکترونیکی متنی، صوتی و تصویر است، مسئولیت نقض حقوق تصریح شده مولفان در قانون فوق از قبیل تکثیر، اجرا و توزیع و یا هر گونه محتوی خلاف قوانین کشور ایران بر عهده منبع خبر و کاربران است.
خبر بعدی:
شیر گاو برای تولید داروهای مبتنی بر mRNA قابل استفاده است
به گزارش خبرگزاری مهر، روش‌های درمانی مبتنی بر ریبونوکلئیک اسید (RNA) ابزار قدرتمندی در اختیار محققان قرار می‌دهد تا راهی برای هدف قرار دادن بیماری‌های غیرقابل درمان در سطح مولکولی ارائه دهند. در حالی که این ساختارهای زیستی می‌توانند به طور موثری با تزریق، مانند واکسن ضدکرونا تحویل داده شوند، تاکنون هیچ راه موفقی برای تحویل آن‌ها به صورت خوراکی وجود نداشته است، زیرا این داروها در شرایط سخت روده از بین می‌روند.
در مقاله‌ای که در مجله Nanobiotechnology منتشر شده است، دکتردریتون ولاسالیو و تیم محققان وی دریافتند که ذرات ریز در شیر گاو به نام وزیکول‌های خارج سلولی (EVS) می‌توانند به طور مؤثر از داروهای RNA محافظت کرده و آن‌ها را تحویل دهند.
ولاسالیو می‌گوید: «تجویز خوراکی داروها، راحت‌ترین و معمولاً ارزان‌ترین راه برای مصرف دارو است زیرا به متخصصان مراقبت‌های بهداشتی متکی نیست. توانایی ارائه داروهای بیولوژیکی مانند روش‌های درمانی RNA اغلب با مشکلاتی روبرو هستند که استفاده از ذرات داخل شیر می‌تواند به رفع این مشکل کمک کند.»
وی افزود: «این دستاورد می‌تواند منجر به عرضه روش‌های انقلابی و پایدار و همچنین مقرون به صرفه و در دسترس اسید نوکلئیک خوراکی برای بیماری‌ها شود که تأثیرات اجتماعی زیادی دارد.»
وزیکول‌های خارج سلولی سامانه‌های نانویی بوده که مولکول‌های بیولوژیکی را در بدن حفظ می‌کنند و دسترسی مولکول‌ها را به سلول‌ها کنترل و تنظیم می‌کنند. در حالی که وزیکول‌های خارج سلولی برای تحویل دارو به طور گسترده مورد بررسی قرار گرفته است، استفاده از وزیکول‌های خارج سلولی موجود در شیر برای رهایش خوراکی داروهای RNA به طور گسترده بررسی نشده است. با این حال، وزیکول‌های خارج سلولی موجود در شیر به طور طبیعی برای جذب در روده مناسب هستند زیرا تصور می‌شود این سیستم‌ها به عنوان ابزاری برای انتقال مولکول‌های بیولوژیکی از مادر به کودک تکامل یافته‌اند.
محققان این پروژه پس از استخراج وزیکول‌های خارج سلولی از شیر گاو، آن‌ها را با مولکول‌های RNA برای درمان بیماری التهابی روده (IBD) پر کردند. این وزیکول‌های خارج سلولی قادر به انتقال مولکول‌های RNA درمانی در سد روده در مدل‌های آزمایشگاهی پیشرفته روده انسان بودند. در مطالعات حیوانی روی موش، وزیکول‌های خارج سلولی شیر بار RNA التهابی مربوط به IBD را کاهش دادند.
این امر باعث می‌شود درها برای روش‌های درمانی خوراکی RNA برای طیف گسترده‌ای از بیماری‌ها از جمله بیماری‌های قلبی، دیابت و واکسن در برابر سایر عفونت‌های ویروسی باز شود.
کد خبر 6093930
تصاویر پدر ساواکی مهران غفوریان