توسعه تراشه‌ای برای تشخیص بیماری در خانه با امکان اتصال بی‌سیم به موبایل

محققان دانشگاه مینه‌سوتا تراشه میکروفلوئیدیک جدیدی برای تشخیص بیماری‌ توسعه داده‌اند که در آن از حداقل تعداد قطعات استفاده شده و می‌تواند با کمک گوشی هوشمند به صورت بی‌سیم کار کند. دانشمندان امیدوارند که با این نوآوری، امکان انجام سریع‌تر و مقرون‌به‌صرفه‌تر تشخیص‌های پزشکی در خانه را فراهم کنند.

دانشمندان با استفاده از تکنیک منحصر‌به‌فرد خود، الکترودهای کوچکی را بسیار نزدیک به یکدیگر روی یک تراشه ۲ سانتی‌متری قرار دادند که میدان‌های الکتریکی بسیار قدرتمندی ایجاد می‌کنند. با این وجود، قطرات و سایر مواد روی تراشه جابجا می‌شوند و سپس راهی برای شناسایی مولکول‌های درون آن ایجاد می‌شود.

امکان فعالسازی تراشه تشخیص بیماری‌ با موبایل
با توجه به اینکه الکترودها بسیار نزدیک به هم و در فاصله تنها ۱۰ نانومتری قرار گرفته‌اند، میدان الکتریکی تشکیل شده آن‌ها بسیار قوی است و نکته قابل توجه اینکه تراشه برای عملکرد خود به کمتر از یک ولت برق نیاز دارد. همین امر باعث شده تا محققان برای اولین بار موفق شوند تا برای فعالسازی چنین تراشه‌هایی، به صورت بی‌سیم از پاورتل بگیرند.

یکی از چالش‌های مهم دانشمندان برای توسعه تراشه‌های تشخیص بیماری‌ که می‌توانند برای مثال گونه‌های مختلف ویروس کرونا را شناسایی کنند، نیاز آن‌ها به قطعات متحرک زیاد است. حالا تیم تحقیقاتی دانشگاه مینه‌سوتا ادعا دارند که تراشه جدید آن‌ها بدون نیاز به تمام آن اجزا توسعه داده شده است.

محققان هم اکنون برای بهره‌برداری تجاری از فناوری خود در تلاش هستند.

«کریستوفر ارتسگارد»، محقق اصلی پژوهش می‌گوید:

«در طول همه‌گیری کرونا، فکر می‌کنم همه به اهمیت تشخیص در خانه پی برده‌اند. هم اکنون فناوری‌هایی در دسترس هستند، اما ما به تکنیک‌های سریع‌تر و حساس‌تری نیاز داریم. با مقیاس‌پذیری و تولید با چگالی بالا، می‌توانیم این فناوری‌های پیچیده را با هزینه‌ای مقرون‌به‌صرفه‌تر ارائه کنیم.»
دانشمندان در حال حاضر برخی دستگاه‌‌های قابل حمل تشخیص بیماری مانند آزمایش‌های سریع آنتی‌ژن ویروس کرونا را توسعه داده‌اند.

دانشمندان با میکروفلوئیدیک می‌توانند مایعات را در مقیاس بسیار کوچکی بررسی و مهندسی کنند. یکی از محبوب‌ترین کاربردهای این زمینه، توسعه فناوری «آزمایشگاه روی تراشه» (Lab-on-a-chip) یا توانایی ایجاد دستگاه‌هایی است که می‌توانند بیماری‌ها را از نمونه‌های بیولوژیکی بسیار کوچک مانند خون تشخیص دهند.