طور باحثون من معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا، أول جهاز من نوعه، يمكنه الكشف عن وجود بروتين في عرق الإنسان، يرتبط بالالتهابات، ما يسهل على المرضى والمهنيين الطبيين، مراقبة الصحة من دون الحاجة إلى مزيد من اختبارات الدم، وجرى الإعلان عن هذا الإنجاز (الخميس) في دورية «نيتشر بيوميديكال إنجينيرينغ».
والغالبية العظمى من الأمراض والاضطرابات التي تصيب البشر، والتي تتراوح من التهاب المفاصل إلى حمى زيكا، تنطوي على مستوى معين من الالتهاب، وفي حين أن علامات الالتهاب المألوفة بالنسبة لنا، هي الألم والاحمرار والتورم، فإن عدداً كبيراً من العلامات البيوكيميائية مرتبطة به أيضاً.
وإحدى هذه العلامات، هي بروتين (سي) التفاعلي، أو ما يعرف بـ (CRP) الذي يفرزه الكبد، ويرتبط بشكل شائع بالالتهاب، لدرجة أن وجوده في مجرى الدم يعد مؤشراً قوياً على وجود حالة صحية أساسية، لكن بدلاً من إجراء اختبارات الدم لاكتشافه، طور الباحثون أول جهاز استشعار قابل للارتداء على الجلد، يمكنه الكشف عن وجود هذا البروتين في عرق الإنسان، وسيسهل ذلك على المرضى والمهنيين الطبيين مراقبة صحتهم دون الحاجة إلى مزيد من اختبارات الدم.
وقال وي جاو، الذي يعد مختبره مسؤولاً عن تطوير مجموعة متنوعة من أجهزة استشعار العرق التي يمكن ارتداؤها، بما في ذلك الجهاز الأحدث، في تقرير نشره الموقع الإلكتروني لمعهد كاليفورنيا للتكنولوجيا، بالتزامن مع نشر الدراسة، إن «اكتشاف بروتين (سي) التفاعلي أكثر صعوبة من اكتشاف الجزيئات التي جرى اكتشافها بواسطة مستشعرات العرق الأخرى، وأحد الأسباب هو أنه موجود في الدم بتركيز أقل كثيراً من المؤشرات الحيوية الأخرى، وهذا إلى حد كبير، سببه أن جزيئات هذا البروتين، أكبر كثيراً من جزيئات العلامات الحيوية الأخرى، ما يعني أنه من الصعب جداً إفرازها من مجرى الدم إلى العرق، وسبب آخر هو أن اكتشاف جزيئات هذا البروتين الحساس يتطلب عادة خطوات معملية، ونجحنا في تجاوز تلك المشكلات من خلال تصميم جهاز المستشعر».
والجهاز مبني على الغرافين المحفور بالليزر، ويحتوي هيكل الغرافين على العديد من المسام الصغيرة التي تخلق مساحة كبيرة من السطح، هذه المسام مدمجة بأجسام مضادة ترتبط بالبروتين المطلوب اكتشافه، وجزيئات خاصة (جزيئات الأكسدة والاختزال) القادرة على توليد تيار كهربائي صغير في ظل ظروف معينة، ويحتوي المستشعر أيضاً على جزيئات الذهب النانوية التي تحمل معها مجموعة منفصلة من الأجسام المضادة للكشف عن البروتين.
وعندما تدخل جزيئات البروتين إلى المستشعر عن طريق العرق، فإنها ترتبط بكل من الأجسام المضادة على جسيمات الذهب النانوية، والأجسام المضادة الموجودة على الغرافين، ما يؤدي إلى إلصاق الجسيمات النانوية مؤقتاً بالغرافين، وتحفيز جزيء الأكسدة والاختزال لتوليد تيار كهربائي يمكن قياسه بواسطة أداة مرفقة بجهاز المستشعر.
فيديو يوضح كيفية عمل الجهاز:
https://www.youtube.com/watch?v=eYt96hUGvNw
