تولید سنسورهای بیولوژیک از نانوتیوب های کربنی

جام جم آنلاین: نانوتیوب های کربنی دارای غشای تک لایه ای حاوی پروتئین که در حضور بیوملکول های خاص فلورسانس خود را تغییر می دهند ، می توانند بسیاری انواع جدید

کد خبر: ۵۶۹۵۵

سنسورهای بیولوژیک قابل کاشت را ایجاد کنند.
محققان با ایجاد یک سنسور مادون قرمز در مقیاس نانو که گلوکز را تشخیص می دهند ، قابلیت تکنیک فوق را نشان داده اند. این سنسور در درون بافت جای داده می شود ، با یک نشانگر لیزری تهییج شده و سطح قند خون را به طور مداوم و دقیق نشان می دهد. به گفته مایکل استرانو استاد مهندس بیوملکولی در دانشگاه ایلینویز ، نانو تیوب های کربنی به طور طبیعی در ناحیه نزدیک به طیف مادون قرمز یعنی محلی که بافت انسانی و مایعات بیولوژیک قابلیت عبور نور را دارند و شفاف هستند ، فلورسنس دارند. وی می گوید آنها پوشش های ملکولی را پیرامون نانوتیوب ها ایجاد کرده اند که به مواد شیمیایی خاص پاسخ می دهند و خواص نوری نانوتیوب را تعدیل می کنند. استرانو و همکارانش با سوار کردن یک تک لایه آنزیم گلوکز اکسیداز بر سطح نانوتیوب های شناور در آب ، این سنسورهای بیولوژیک را ساختند.
این آنزین نه تنها از چسبیدن نانوتیوب ها به یکدیگر و به صورت توده های غیرقابل استفاده جلوگیری می کند ، به عنوان یک محل اختصاصی برای اتصال گلوکز و تولید هیدروژن پراکسید عمل می کند.
در مرحله بعد با فری سیانید که یک یون حساس به هیدروژن پراکسید است ، به سطح فوق قابلیت کاربردی دادند. یون فوق از طریق تک لایه منفذدار به سطح می چسبد. زمانی که هیدروژن پراکسید وجود داشته باشد کمپلکسی با یون تشکیل می دهد که دانسیته الکترونی نانوتیوب را تغییر می دهد و در نتیجه منجر به تغییر خواص نوری آن می شود.
زمانی که گلوکز به آنزیم برخورد می کند ، پراکسید هیدروژن تولید می شود که به سرعت با فری سیانید واکنش می دهد تا ساختار الکترونیکی و ویژگی های نوری نانوتیوب را تعدیل کند. هر چه گلوکز بیشتری موجود باشد ، نانوتیوب فلورسنس بیشتری خواهد داشت.
با قرار دادن سنسور فوق در بافت انسان ، تشتشع فلورسنس سنسور غلظت موضعی قند را نشان می دهد.
مزیت سیگنال دهی طیف نزدیک به مادون قرمز از چنین ابزار مویرگی پتانسیل آن برای قرارگیری در بافت ضخیم یا کل محیط خون است ، جایی که سیگنال امکان نفوذ با چند سانتی متر را دارد و به لحاظ این که نانوتیوب ها مانند دیگر ملکول های آلی مشابه تجزیه نمی شوند ، این سنسورهای نوری نانوپارتیکل ، مناسب کاربرد طولانی مدت هستند.
یکی از جنبه های مهم شیمی سطحی جدید این است که هیچ اتصالی بر روی نانوتیوب شکسته نمی شود.
این ویژگی باعث می شود بتوان الکترون ها را به درون و بیرون نانو تیوب جریان یابند بدون آن که به خود آن صدمه ای وارد کنند.
اهمیت دیگر این روش این است که می تواند به بسیاری سیستم های شیمیایی دیگر نیز تعمیم داده شود.
به گفته استرانو ، می توان سفارش سطحی را داد که برای یک آنالیست خاص انتخابی باشد. بسیاری آنالیست ها هستند که به این صورت می توان آنها را تشخیص داد.