به نقل از «خبرگزاری صدا و سیما»

ساخت بینی مصنوعی با حساسیت و دقت زیاد در تشخیص بوها

تاریخ انتشار: ۵ بهمن ۱۴۰۱ | کد خبر: ۳۶۹۳۰۵۷۰

به گزاش خبرگزاری صدا و سیما ، پژوهشگران موسسه فناوری توکیو حسگر‌های بویایی مبتنی بر گرافن ساختند که می‌توانند مولکول‌های بو را بر اساس طراحی توالی پپتید تشخیص دهند .

این یافته‌ها نشان می‌دهد که ترانزیستور‌های اثر میدان گرافن (GFET) با پپتید‌های قابل طراحی می‌توانند برای توسعه دستگاه‌های الکترونیکی استفاده شوند که گیرنده‌های بویایی را تقلید می‌کنند و با تشخیص انتخاب مولکول‌های بو، حس بویایی را شبیه‌سازی می‌کنند.

بیشتر بخوانید: اخباری که در وبسایت منتشر نمی‌شوند!

سنجش بویایی یا سنجش بو بخشی جدایی‌ناپذیر از بسیاری از صنایع از جمله مراقبت‌های بهداشتی، مواد غذایی، لوازم آرایشی و نظارت بر محیط زیست است. در حال حاضر، متداول‌ترین تروش برای تشخیص و برآورد مولکول‌های بو، طیف سنجی کروماتوگرافی گازی (GC -MS) است. این روش اگرچه بسیار مؤثر است، اما محدودیت‌هایی مانند حجیم بودن و حساسیت محدود دارد.

در سال‌های اخیر، ترانزیستور‌های اثر میدانی گرافن (GFET) با ادغام با گیرنده‌های بویایی، که به‌عنوان بینی‌های الکترونیکی نیز شناخته می‌شوند، برای توسعه حسگر‌های بوی بسیار حساس و انتخابی استفاده شده‌اند.

سطوح اتمی مسطح و تحرک الکترونی زیاد سطوح گرافن، GFET‌ها را برای جذب مولکول‌های بو ایده‌آل می‌کند. با این حال، استفاده از GFET به عنوان حسگر‌های زیستی الکتریکی به شدت توسط عواملی مانند شکنندگی گیرنده‌ها و عدم وجود مولکول‌های مصنوعی جایگزین که می‌توانند به‌عنوان گیرنده‌های بویایی عمل کنند، به شدت محدود است.

تیمی از محققان موسسه فناوری توکیو به رهبری پروفسور یوحی هایمیزو تصمیم گرفتند این مسائل را با گیرنده‌های بویایی مبتنی بر GFET برطرف کنند. در مطالعه اخیر خود، این تیم سه پپتید جدید را برای زیست‌حسگر‌های گرافنی طراحی کردند و توسعه دادند که می‌توانند مولکول‌های بو را تشخیص دهند.

پروفسور هایامیزو می گوید : «توالی پپتید‌ها را برای انجام دو کارکرد اصلی طراحی کرده ایم یکی عمل به عنوان یک داربست بیومولکولی برای مونتاژ خود بر روی یک سطح گرافن و دیگری عملکرد به عنوان یک پروب زیستی برای اتصال مولکول‌های بو است.

در این فناوری کافی است که سطح گرافن را به صورت خودآرا بپوشانید و سطح را به طور یکنواخت برای گیراندازی مولکول‌های بو آماده کنید.»

این تیم میکروسکوپ نیروی اتمی را به کار برد تا نشان دهد پپتید‌ها به طور یکنواخت سطح گرافن را با ضخامت یک مولکول واحد پوشانده‌اند. سپس از گرافن عامل‌دار برای ساخت یک GFET برای تشخیص مولکول‌های بو استفاده شد. پس از طراحی و ساخت، این تیم لیمو، منتول و متیل سالیسیلات را به عنوان مولکول‌های بوی نمونه آزمایشی به GFET تزریق کردند.

اندازه گیری الکتروشیمیایی نشان داد که اتصال با مولکول‌های بو باعث کاهش هدایت گرافن می‌شود. این مشاهدات همچنین نشان داد که تعامل بین سه دنباله پپتید و مولکول بو باعث ایجاد امضا‌های بسیار مشخص می‌شود. این نتایج تأیید کرد که پاسخ GFET به مولکول‌های بو بستگی به طراحی پپتید دارد.

علاوه بر این، این تیم اندازه‌گیری‌های الکتریکی در زمان واقعی را برای نظارت بر پاسخ جنبشی GFET انجام داد. مشاهدات نشان داد که محدودیت زمان مرتبط با جذب و دفع مولکول‌های بو برای هر یک از توالی پپتید‌ها بی‌نظیر است. مشاهدات تأیید کرد که GFET در تشخیص الکتریکی مولکول‌های بو با کمک پپتید‌های طراحی شده موفق بوده است.

پروفسور هایمیزو می‌گوید: «رویکرد ما ساده است و می‌تواند برای تولید انبوه گیرنده‌های بویایی مبتنی بر پپتید استفاده شوند که می‌توانند گیرنده‌های پروتئین طبیعی را که مسئول حس بوی ما هستند را تقلید کنند. ما یک قدم نزدیک‌تر به تحقق مفهوم بینی‌های الکترونیکی هستیم.»

رویکرد قوی ارائه شده در این مطالعه در‌های جدیدی را برای توسعه سیستم‌های بوی بسیار انتخابی و حساس مبتنی بر GFET باز می‌کند. این بینش‌ها را می‌توان هنگام طراحی حسگر‌های پیشرفته پپتید که می‌توانند تجزیه و تحلیل چند بعدی از طیف وسیعی از مولکول‌های بو را انجام دهند، استفاده کرد.

منبع: خبرگزاری صدا و سیما

کلیدواژه: گیرنده های بویایی مولکول های بو گیرنده ها پپتید ها

درخواست حذف خبر:

«خبربان» یک خبرخوان هوشمند و خودکار است و این خبر را به‌طور اتوماتیک از وبسایت www.iribnews.ir دریافت کرده‌است، لذا منبع این خبر، وبسایت «خبرگزاری صدا و سیما» بوده و سایت «خبربان» مسئولیتی در قبال محتوای آن ندارد. چنانچه درخواست حذف این خبر را دارید، کد ۳۶۹۳۰۵۷۰ را به همراه موضوع به شماره ۱۰۰۰۱۵۷۰ پیامک فرمایید. لطفاً در صورتی‌که در مورد این خبر، نظر یا سئوالی دارید، با منبع خبر (اینجا) ارتباط برقرار نمایید.

با استناد به ماده ۷۴ قانون تجارت الکترونیک مصوب ۱۳۸۲/۱۰/۱۷ مجلس شورای اسلامی و با عنایت به اینکه سایت «خبربان» مصداق بستر مبادلات الکترونیکی متنی، صوتی و تصویر است، مسئولیت نقض حقوق تصریح شده مولفان در قانون فوق از قبیل تکثیر، اجرا و توزیع و یا هر گونه محتوی خلاف قوانین کشور ایران بر عهده منبع خبر و کاربران است.

خبر بعدی:

ورود هوش مصنوعی به تشخیص‌‌های آزمایشگاهی/ لزوم آشنایی دانش‌آموزان با علوم آزمایشگاهی

بیست و یکمین کنگره کشوری و پانزدهمین کنگره بین‌المللی ارتقای کیفیت خدمات آزمایشگاهی ۱۱ تا ۱۴ اردیبهشت برگزار می‌شود.

شهروز همتی، رئیس بیست و یکمین کنگره کشوری و پانزدهمین کنگره بین‌المللی ارتقای کیفیت خدمات آزمایشگاهی تشخیص پزشکی ایران با بیان اینکه این کنگره ۱۱ تا ۱۴ اردیبهشت برگزار می‌شود، گفت: در سال‌های گذشته، برگزاری کنگره مصادف با روز آزمایشگاهیان بود، اما به واسطه مسائلی که پیش آمد، امسال کمی با تاخیر صورت گرفت.

او مطرح کرد: کنگره ما در بخش علمی ۲۵ محور دارد و کارگاه‌هایی برگزار می‌شود. نکته مهم این است که کنگره ارتقای کیفیت به عنوان بزرگترین کنگره در زمینه طب آزمایشگاه، همواره سعی کرده محور‌ها و کارگاه‌ها را طوری انتخاب کند که در ارتقای دانش تاثیر گذار باشد. انتخاب کارگاه‌ها براساس نیاز شرکت کنندگان و محور‌ها براساس مسائل روز دنیا خواهد بود.
حضور بیش از ۲۰۰ شرکت دانش بنیان در کنگره ارتقای کیفیت خدمات آزمایشگاهی

همتی گفت: پیش بینی می‌کنیم حدود ۷ تا ۱۰ هزار نفر از کنگره و نمایشگاه جانبی بازدید داشته باشند. در بخش نمایشگاهی بیش از ۲۰۰ شرکت دانش‌بنیان که تولید کننده یا وارد کننده محصولات آزمایشگاهی هستند محصولات خود را ارائه می‌کنند.

امیرحسن زرنانی، دبیر علمی کنگره نیز با بیان اینکه این کنگره پر افتخار ین کنگره در زمینه علوم آزمایشگاهی در سطح کشور است، عنوان کرد: تمام نگاه‌های افراد متخصص در حوزه آزمایشگاهی به این کنگره است.

او ادامه داد: در این کنگره حدود ۲۵ پنل برگزار خواهد شد. کنگره فقط یک کنگره بازآموزی صرف نیست نقش و رسالت کنگره این است که آخرین پیشرفت‌های علمی در جهان را به سمع و نظر مخاطبانش برساند. یکی از چالش‌هایی که کنگره دارد این است که چه حوزه‌هایی را در کارگاه‌ها بگنجاند.
۸۰ درصد تشخیص‌های پزشکی به کمک آزمایشگاه است

‌زرنانی با اشاره به دو محور برگزاری کنگره که یکی از آن‌ها نقش آزمایشگاه‌ها در تشخیص پزشکی است، بیان کرد: حدود ۸۰ درصد تشخیص‌های پزشکی و بالینی با کمک‌های آزمایشگاه انجام می‌شود. آزمایشگاه نقش بسیار مهمی در حوزه سلامت عمومی دارد. با توجه به مشکلاتی که برای آزمایشگاه‌ها وجود دارد و هزینه‌ها برخی آزمایشگاه‌ها در حال بسته شدن هستند چرا که نمی‌توانند از پس مخارج بر بیایند.

او با تاکید بر بحث آموزش و تامین گنجینه‌های انسانی، گفت: یکی از اهداف این کنگره احیای مجدد دوره دکتری علوم آزمایشگاهی است و یکی از پنل‌ها هم به این حوزه مربوط است. در تمام پنل‌ها سعی شده افرادی که جایگاه علمی و عملی در جامعه هستند در پنل‌ها صحبت‌های خود را ارائه بدهند.

دبیر علمی کنگره مطرح کرد: محور دومی که این کنگره روی آن تاکید دارد. هوش مصنوعی است. ما روزانه به صورت ملموس با هوش مصنوعی سرکار داریم. هوش مصنوعی اطلاعات را جمع آوری می‌کند ما هستیم که یاد آن می‌دهیم چگونه عمل کند.
ورود هوش مصنوعی به حوزه‌های آزمایشگاهی

او با بیان اینکه در حال حاضر هوش مصنوعی در پاتولوژی و تصویربرداری وارد شده است، گفت: پیش‌بینی انجمن علوم آزمایشگاهی این است که در یک دهه آینده تشخیص‌های آزمایشگاهی مبتنی بر همش مصنوعی خواهد بود و این تشخیص‌ها دقیق‌تر و سریع‌تر خواهد بود. رسالت ما این است از همین الان آینده را پیش بینی و راه حل‌های مواجهه با آن را بررسی کنیم؛ که این اتفاق در کنگره در حال رخ دادن است. پیش نیاز‌های ایجاد آزمایشگاه هوشمند و کسب اطلاعات برای تشخیص بهتر نیز مورد بررسی است.

زنانی گفت: از حوزه‌های دیگر که این کنگره به آن می‌پردازد، ارائه نتایج و جواب آزمایش یکسان در تمام آزمایشگاه‌ها است.
برگزاری کارگاه شناخت رشته علوم آزمایشگاهی برای دانش آموزان

علی شیرین، دبیر علمی در امور کارگاه‌های کنگره بیان کرد: در کنگره ارتقای کیفیت، کارگاه‌ها در راستای محور‌ها هستند. در کنگره ما ۴۵ کارگاه داریم که ویژگی‌های مختلفی را دارد.

او با اشاره به ناشناخته بودن علوم آزمایشگاهی برای دانش آموزان اعلام کرد: مکاتبه کردیم با اداره کل آموزش و پرورش استان تهران تا با کارگاه ویژه برای دانش آموزان این رشته را برای آنان توضیح دهند.

او گفت: بحث اعتباربخشی، یکی دیگر از رویکرد‌های کنگره در کارگاه‌هایی است که برگزار می‌کند. به طوری که مسئولان اعتباربخشی در این کارگاه حضور دارند.

وی افزود: دو محور عمومی قانون کار و مالیات را هر سال در کنگره داشته ایم که امسال در کنار این دو محور، بحث حقوقی را به کارگاه‌ها اضافه کرده ایم.

غلامرضا حمزه‌لو دبیر اجرایی کنگره نیز بیان کرد: آزمایشگاه‌ها نقش ویژه‌ای در نظام سلامت دارند و بدون وجود آزمایشگاه‌ها، روند تشخیص و درمان بیماری‌ها دچار مشکل خواهد شد.
عمده اطلاع رسانی‌ها الکترونیک است

او با اشاره به حضور ۵ هزار شرکت کننده در کنگره امسال، ادامه داد: بیش از ۸۰ درصد اطلاع رسانی برنامه‌های ما به صورت الکترونیک انجام می‌شود.

وی همچنین به برپایی نمایشگاه جانبی کنگره با حضور شرکت‌های داخلی و خارجی در علوم آزمایشگاهی اشاره کرد و افزود: بیش از ۲۱۰ شرکت در نمایشگاه امسال، غرفه دارند.
حضور ۱۱ سخنران خارجی در کنگره

در ادامه، فریبا شایگان همکار دبیر علمی در امور بین الملل، گفت: در کنگره امسال، ۱۱ سخنران خارجی از کشور‌های آمریکا ایتالیا، کانادا، استرالیا، هلند، هند، آلمان و عربستان خواهیم داشت.