طراحی و ساخت حسگر زیستی موج صوتی

به گزارش سیناپرس از  روابط عمومی وزارت علوم به نقل از دانشگاه تربیت مدرس، حسگرهای زیستی در شناسایی نشانگرهای قلبی که برای تشخیص اولیه انفارکتوس حاد میوکارد (سکته قلبی) مهم هستند، بکار می‌روند.

سکته قلبی هنگامی رخ می‌دهد که جریان خون در بخشی از قلب کاهش پیدا کند یا متوقف شود و باعث آسیب به عضله قلب شود.

فرزانه سلیمان‌پور که این پژوهش در قالب پایان‌نامه کارشناسی ارشد وی در رشته مهندسی برق الکترونیک افزاره‌های میکرو و نانو الکترونیک انجام شده است، با بیان این مطلب گفت: 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 پژوهش اظهار داشت: هدف ما در این پژوهش، 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 0/4 نانوگرم در میلی لیتر است که با افزایش آن احتمال بروز سکته قلبی بیشتر می‌شود و در غلظت 1 نانوگرم در میلی لیتر سکته رخ می‌دهد و حسگر ما قابلیت اندازه‌گیری در محدوده فرد سالم و بعد از آن را دارد.

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

حسگر ساخته شده در این پژوهش، 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 0/1342 به ازای هر نانوگرم در میلی لیتر تغییر در غلظت تروپونین و پایداری89 درصدی طی هشت هفته و کمترین مقدار قابل تشخیص 0/025 نانوگرم در میلی لیتر را نشان داد.

گفتنی است، این پژوهش در قالب پایان‌نامه کارشناسی ارشد فرزانه سلیمان‌پور با راهنمایی محمد کاظم مروج در دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر دانشگاه انجام شد.