طراحی دستگاه بویایی نوری برای شناسایی سریع سرطان های خونی
به گزارش نئوپدیا، محققان دانشگاه شیراز به موفقیت رسیدند سامانه ای مینیاتوری و نوآورانه برای تشخیص زودهنگام و دقیق سرطان های خونی در بزرگسالان طراحی نمایند ابزاری که عملکردی مشابه بینی الکترونیکی نوری دارد.
به گزارش نئوپدیا به نقل از پایگاه خبری فناوری نانو ایران، محققان دانشگاه شیراز توفیق یافتند سامانه ای مینیاتوری و نوآورانه برای تشخیص زودهنگام و دقیق سرطان های خونی در بزرگسالان طراحی کنند؛ ابزاری که بر پایه آرایه ای از نقاط کوانتومی کربنی فلورسانس و نانوخوشه های فلزی تولید شده و عملکردی مشابه «بینی الکترونیکی نوری» دارد. این سامانه با حساسیت بالا قادر می باشد ترکیبات آلی فرّار (VOCs) موجود در خون بیماران را شناسایی کرده و تفاوت میان نمونه های سالم و دچار سرطان را با دقت بسیار بالا مشخص نماید.
این فناوری نوین از آنجا اهمیت دارد که ترکیبات آلی فرّار خون به عنوان نشانگر زیستی سرطان خون شناخته می شوند. در این طراحی جدید، محققان با بهره بردن از فناوری نانو، آرایه ای متشکل از هفت عنصر سنسور فلورسانس شامل نانوکلاسترهای فلزی، نقاط کوانتومی را روی بستری از کاغذ واتمن نشاندند. این بستر کاغذی در یک محفظه مکعبی کوچک که با فناوری چاپ سه بعدی تولید شده بود قرار گرفت. دستگاه شامل دو بخش اصلی یعنی ناحیه سنسور و ناحیه نگهداری نمونه است که در فضایی کوچک و قابل حمل ادغام شده اند.
عملکرد دستگاه به این صورت است که تنها با استفاده از ۶۰ میکرولیتر نمونه خون، در دمای ۵۰ درجه سانتی گراد و طی مدت سه ساعت، تغییرات فلورسانسی ویژه ای در عناصر سنسور ایجاد می شود. این تغییرات ناشی از واکنش ترکیبات آلی فرّار خون با حسگرها بوده و به شکل یک امضای رنگ سنجی قابل تشخیص ظاهر می شوند. سپس داده های تصویری حاصل با استفاده از روش آماری «تحلیل افتراقی خطی» (LDA) پردازش می شوند تا تمایز دقیق میان نمونه های سالم و سرطانی مشخص شود.
برای ارزیابی عملکرد این سامانه، محققان ۷۰ مورد تازه از بیماران دچار لوسمی (سرطان خون حاد) و ۵۱ فرد سالم در رده سنی ۲۰ تا ۵۰ سال را مورد بررسی قرار دادند. تمامی بیماران قبل از شروع درمان شیمی درمانی انتخاب شدند تا امکان سنجش دستگاه در مرحله تشخیص اولیه برقرار شود. نتایج نشان داد که دستگاه توانست تمامی نمونه های سرطانی و سالم را با دقت بسیار بالا از یکدیگر تفکیک کند.
این دستگاه بویایی نوری مینیاتوری مجموعه ای از مزایا را برای کاربرد در تشخیص پزشکی به همراه دارد:
غیرتهاجمی یا کم تهاجمی بودن: بر خلاف روش های رایج مانند نمونه برداری مغز استخوان، این فناوری تنها به مقادیر کمی خون نیاز دارد.
اندازه کوچک و قابل حمل بودن: طراحی کاغذی و استفاده از چاپ سه بعدی باعث سبک و ساده شدن دستگاه شده است.
سرعت و هزینه پایین: فرآیند تشخیص در مدت کوتاهی به انجام می رسد و نیاز به تجهیزات پیچیده و گرانقیمت ندارد.
حساسیت و اختصاصیت بالا: دقت صددرصدی در تمایز نمونه ها مبین توان تشخیصی فوق العاده دستگاه است.
تشخیص سرطان های خونی، بخصوص لوسمی حاد، به طور معمول بر مبنای وجود تعداد زیادی سلول های نابالغ در مغز استخوان صورت می گیرد. از آنجائیکه مرحله بیماری در درمان اولیه این نوع سرطان نقش تعیین کننده ای ندارد، تشخیص سریع اهمیت ویژه ای می یابد. هدف اصلی این مطالعه هم عرضه ابزاری ساده و سریع برای شناسایی بیماران در مراحل ابتدایی و قبل از آغاز درمان بود. این مساله می تواند در افزایش شانس درمان موفق و بهبود کیفیت زندگی بیماران نقش بسزایی داشته باشد.
پژوهشگران دانشگاه شیراز در عین حال به محدودیت های مطالعه اشاره کرده اند. به قول آنان، تعداد نمونه های بررسی شده نسبتاً محدود بوده و برای افزایش اعتبار نتایج، مطالعات آینده باید با نمونه های بیشتر و متنوع تر در گروههای سنی و شرایط بالینی مختلف صورت گیرد. همینطور اعتبارسنجی بالینی در مراکز درمانی مختلف می تواند به تجاری سازی و کاربرد گسترده این فناوری کمک نماید.
با وجود این محدودیت ها، موفقیت جدید دانشگاه شیراز یک گام مهم در راه توسعه ابزارهای تشخیص سریع، ارزان و دقیق سرطان خون به حساب می آید. این فناوری نه فقط می تواند در عرصه هماتولوژی تحولی به وجود بیاورد، بلکه با اصلاح و توسعه بیشتر، قابلیت به کارگیری در تشخیص سایر بیماریها و سرطان های مبتنی بر نشانگرهای فرّار زیستی را هم خواهد داشت.
این مطلب نئوپدیا را می پسندید؟
(1)
(0)
تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این مطلب