ساخت حسگر زیستی موج صوتی برای تشخیص سکته قلبی پیش‌از وقوع

پژوهشگران گروه مهندسی الکترونیک دانشگاه تربیت مدرس موفق به طراحی و ساخت حسگر زیستی موج صوتی برای شناسایی بدون نشانگر زیستی تروپونین قلبی در سرم خون شدند. این حسگر نسبت به حسگرهای دیگر هزینه کمتر و حساسیت و پایداری بالایی دارد.

حسگرهای زیستی در شناسایی نشانگرهای قلبی که برای تشخیص اولیه انفارکتوس حاد میوکارد (سکته قلبی) مهم هستند، به‌کار می‌روند. سکته قلبی هنگامی رخ می‌دهد که جریان خون در بخشی از قلب کاهش یابد یا متوقف شود و باعث آسیب به عضله قلب شود.

به گزارش ایسنا، فرزانه سلیمان‌پور که این پروژه را با راهنمایی دکتر محمد کاظم مروج در قالب پایان‌نامه خود در رشته مهندسی برق-الکترونیک- افزاره‌های میکرو و نانو الکترونیک انجام داده است، اظهار کرد: در دهه‌های گذشته، حسگرهای زیستی متنوعی مانند نوری، الکتروشیمیایی و صوتی ساخته شده‌اند که حسگرهای امواج صوتی سطحی به دلیل هزینه کمتر نسبت به حسگرهای نوری، قابلیت بدون برچسب‌گذاری که در حسگرهای الکتروشیمیایی باید انجام شود و اندازه کوچک، در کاربردهای زیستی توسعه یافته‌اند.

وی در خصوص اهداف این پروژه گفت: هدف ما در این طرح، ساخت و مشخصه‌یابی حسگر زیستی صوتی سطحی برای سنجش تروپونین قلبی 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 می‌شود و در غلظت ۱ نانوگرم در میلی لیتر سکته رخ می‌دهد و حسگر ما قابلیت اندازه‌گیری در محدوده فرد سالم و بعد از آن را دارد.

این حسگر زیستی صوتی کوچک و قابل حمل و سازگار با فناوری CMOS با اندازه‌گیری میزان تروپونین در سرم خون بدون آزمایش‌های کلینیکی می‌تواند احتمال بروز سکته قلبی را پیش از وقوع بیان کند.

به نقل از دانشگاه تربیت مدرس، حسگر ساخته شده در این طرح، 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 پایداری ۸۹ درصدی طی هشت هفته و کمترین مقدار قابل تشخیص ۰/۰۲۵ نانوگرم در میلی لیتر را نشان داد.