مستشعر يقيس هرمونات الإجهاد من قطرة الدم

رسم يوضح آلية عمل المستشعر (الفريق البحثي)

طوّر فريق من الباحثين بقيادة جامعة روتجرز الأميركية، رقاقة دقيقة يمكنها قياس هرمونات التوتر في الوقت الفعلي من قطرة دم. وينظم الكورتيزول وهرمونات التوتر الأخرى العديد من جوانب صحتنا الجسدية والعقلية، بما في ذلك نوعية النوم، ويمكن أن تؤدي المستويات العالية من الكورتيزول إلى قلة النوم، مما يزيد من التوتر الذي يمكن أن يساهم في نوبات الهلع والنوبات القلبية وأمراض أخرى. ويتطلب قياس الكورتيزول في الوقت الحالي تجهيزات معملية باهظة الثمن ومرهقة، لذلك بحث الفريق البحثي بقيادة باحثي روتجرز عن طريقة لمراقبة تقلباته الطبيعية في الحياة اليومية وتزويد المرضى بالمعلومات التي تسمح لهم بتلقي العلاج المناسب في الوقت المناسب.
واستخدم الباحثون نفس التقنيات المستخدمة في تصنيع رقائق الكومبيوتر لبناء أجهزة استشعار أرق من شعر الإنسان يمكنها اكتشاف الجزيئات الحيوية عند مستويات منخفضة، وتحققوا في الدراسة المنشورة أول من أمس في دورية «ساينس أدفانسيس»، من صحة أداء الجهاز المصغر على 65 عينة دم من مرضى التهاب المفاصل الروماتويدي.
ويقول رضا محمودي، باحث ما بعد الدكتوراه في قسم الهندسة الكهربائية وهندسة الحاسبات في جامعة روتجرز، والباحث الرئيسي بالدراسة في تقرير نشره الموقع الإلكتروني للجامعة بالتزامن مع نشر الدراسة: إن «استخدام أجهزة الاستشعار النانوية سمح لنا باكتشاف جزيئات الكورتيزول مباشرة دون الحاجة إلى أي جزيئات أخرى للعمل كعلامات».
ومن خلال تقنيات مثل الرقاقة الدقيقة الجديدة للفريق، يمكن للمرضى مراقبة مستويات الهرمونات لديهم والتحكم بشكل أفضل في الالتهاب المزمن والتوتر والحالات الأخرى بتكلفة أقل، كما قال كبير الباحثين مهدي جافانمارد، الأستاذ المشارك في قسم الهندسة الكهربائية وهندسة الحاسبات في روتجرز.
وأضاف: «ينتج مستشعرنا الجديد استجابة دقيقة وموثوقة تسمح بقراءة مستمرة لمستويات الكورتيزول لتحليلها في الوقت الفعلي، وحقيقة أن عدم الحاجة إلى أي جزيئات أخرى للعمل كعلامات يلغي الحاجة إلى أدوات ضخمة مثل المجاهر الضوئية وقارئات الألواح، مما يجعل أجهزة القراءة شيئاً صغيراً، يمكن أن يكون صندوقاً صغيراً بحجم الجيب أو حتى وضعه على سوار معصم في يوم من الأيام».