اگر فکر می‌کنید که اسکن کیو.آر کدهای مربع با گوشی هوشمندتان عملی بسیار پیشرفته است، پس آماده شنیدن خبری شگفت‌انگیز باشید. پژوهشگران دانشگاه کالیفرنیا، لس آنجلس به تازگی دستگاهی ابداع کرده‌اند که می‌تواند هر گوشی هوشمندی را به یک میکروسکوپ فلورسنت اسکن دی.ان.ای تبدیل کند.
استاد دانشگاه کالیفرنیا، لس آنجلس، آیدوغان اوزجان می‌گوید:«یک تک مولکول دی.ان.ای، در صورت کشیده شدن عرضی در حدود دو نانومتر خواهد داشت که باعث می شود دی‌ان‌ای حدود 50،000 برابر نازک تر از موی انسان باشد. در حال حاضر، تصویربرداری از تک مولکول دی‌ان‌ای نیاز به ابزارهای میکروسکوپ نوری گران قیمت و بسیار حجیمی دارد، که عمدتا به تنظیمات پیشرفته آزمایشگاهی محدود می‌شوند. در مقایسه، قطعات مورد نیاز برای دستگاه من به میزان قابل توجهی ارزان قیمت هستند.»
دستگاه اوزجان که قابل اتصال به هر نوع گوشی هوشمند است از یک لنز خارجی، فیلتر تداخلی فیلم نازک، پایه صفحه برای ایجاد انطباق، و یک دیود لیزری تشکیل شده است، که همه در یک محفظه کوچک چاپ شده توسط چاپگر سه بعدی، مجتمع‌سازی شده‌اند تا دقیقا مانند یک میکروسکوپ فلورسنس عمل کنند.
اگر چه دیگر لوازم جانبی گوشی‌های هوشمند که آنها را به میکروسکوپ تبدیل می‌کنند، می‌توانند اجزای بزرگ مقیاس‌تر مانند سلول‌ها را تصویربرداری کنند اما ابزار جانبی نوری گروه تحقیقاتی اوزجان اولین دستگاهی است که می‌تواند رشته باریکی از یک مولکول دی.ان.ای را تصویربرداری کرده و حتی اندازه بگیرد.
این دستگاه برای استفاده در تنظیمات آزمایشگاهی از راه دور جهت تشخیص انواع مختلف سرطان‌ها و اختلالات سیستم عصبی، مانند آلزایمر، و همچنین تشخیص مقاومت دارویی در بیماری‌های عفونی در نظر گرفته شده است. برای استفاده از دوربین لازم است که ابتدا دی.ان.ای مورد نظر جدا شده و با برچسب فلورسنت علامت‌گذاری شود. اوزجان می‌گوید چنین روش‌های آزمایشگاهی حتی از راه دور و در تنظیمات منبع محدود نیز امکان پذیر هستند.
پژوهشگران برای اسکن دی.ان.ای، یک رابط محاسباتی و اپلیکیشن سازگار با ویندوز فون ایجاد کردند که هر دو باید در یک گوشی هوشمند اجرا شوند. اطلاعات اسکن شده توسط دوربین گوشی به یک سرور از راه دور در آزمایشگاه اوزجان ارسال می‌شوند، که طول مولکول‌های دی.ان.ای را بلافاصله اندازه‌گیری می‌کند. اگر فرض شود که یک اتصال داده مطمئن برقرار شده باشد، کل پردازش داده‌ها کمتر از 10 ثانیه طول می‌کشد.
پژوهشگران در آزمایشگاه اوزجان، دقت دستگاه را با تصویربرداری از اجزای دی.ان.ای دارای برچسب فلوئورسانس آزمایش کردند. آنها موفق شدند توسط این دستگاه اجزای دی.ان.ای با طولی بیش از 10000 جفت پایه را به طور قابل اعتمادی اندازه‌گیری کنند. جفت پایه اصلی‌ترین واحد ساختاری دی.ان.ای است. بسیاری از ژن‌های مهم در این محدوده اندازه قرار می‌گیرند، از جمله یک ژن باکتریایی بدنام به ایجاد کردن استافیلوکوکوس اورئوس و مقاومت به آنتی بیوتیک باکتریایی که طولی در حدود 14،000 جفت پایه دارد.
با این وجود میکروسکوپ گوشی هوشمند، کاهش قابل توجهی در دقت اندازه‌گیری اجزای دی.ان.ای با طول کمتر از 5000 جفت پایه را به دلیل نسبت سیگنال به نویز و کنتراست پایین چنین اجزای کوتاهی نشان می‌دهد. اوزجان در این باره می‌گوید: « این مشکل را می‌توان به سادگی با جایگزین کردن یک روزنه عددی بالاتر از لنز فعلی دستگاه رفع نمود.»
اوزجان پیشنهاد می‌کند که علاوه بر استفاده از این دستگاه در تشخیص‌های درمانی، می‌توان از آن برای تفکیک کردن اجزای دی.ان.ای با وزن مولکولی بالا که مشکلی برای الکتروفورز ژل معمولی به حساب می‌آیند، استفاده کرد. به این دلیل که ماکرومولکول‌های زیستی مانند دی.ان.ای و پروتئین‌ها باردار هستند می‌توان با قرار دادن آنها در یک میدان الکتریکی، آنها را بر اساس خواص فیزیکی مانند شکل فضایی، وزن مولکولی و بار الکتریکی، تفکیک کرد. برای این منظور از روشی بنام الکتروفورز در بیوشیمی و بیولوژی مولکولی دی.ان.ای استفاده می‌شود تا بتوان اجزای دی.ان.ای و آر.ان.ای را اندازه کرد. استفاده می‌شود. گروه اوزجان در در برنامه‌های بعدی در نظر دارند که دستگاه خود را در زمینه تشخیص وجود مقاومت دارویی نسبت به مالاریا مورد آزمایش قرار دهند.
No tags for this post.