به گزارش راهبرد معاصر، توانایی ذرات طلا در انعکاس نور در رنگ های مختلف، از ویترای گرفته تا تست های بارداری کاربرد دارد. اکنون محققان قرار است از همین ویژگی ها در یک حسگر فوق سریع برای ویروس کرونا استفاده کنند.
روش هایی که برای شناسایی و پیشگیری از انتشار ویروس استفاده شده در سراسر جهان یکسان بوده است. روش PCR گران و وقت گیر اما بسیار دقیق است؛ روش ساده‌تر و سریع‌تری هم هست که فقط نشان می‌دهد که آیا بدن ما آنتی‌بادی‌هایی علیه ویروس ایجاد کرده یا خیر.
با این حال، هر دو روش نقاط ضعف خود را دارند. روش PCR گران و زمان بر است، در حالی که روش آنتی بادی چیزی در مورد اینکه آیا واقعاً ویروس را در بدن داریم یا خیر به ما نمی گوید. بنابراین یک راه ساده و مقرون به صرفه برای شناسایی ویروس با نتیجه بالا مفید خواهد بود.
اکنون محققان دانشگاه های فنی و علوم طبیعی نروژ (NTNU)، اسلومت و تبریز در آذربایجان شرقی با استفاده از نانوحسگرها روشی را جهت تشخیص ویروس کرونا در نمونه‌های خون یافتند.
امیر معقول یکی از محققان اعلام کرد که تحقیقات زیادی روی یافتن روش هایی برای جداسازی سریع افراد آلوده متمرکز شده است که می تواند زنجیره عفونت را بشکند. نانوحسگرها به دلیل خواص منحصر به فردشان برای تشخیص فوق سریع ذرات مانند ویروس ها بسیار مورد توجه قرار گرفته اند.
اینگو سیمونسن، استاد فیزیک توضیح داد که اولین قدم در مسیر توسعه یک نانوحسگر مجزا برای ویروس کرونا، شناسایی خواص نوری است که کرونا را از سایر ذرات موجود در خون ما متمایز می کند.
محققان برای یافتن پاسخ سوالات خود از مدل های ریاضی استفاده کردند. رفتار نوری ویروس (یعنی اینکه سلول ویروس چگونه نور را به شکل رزونانس منعکس می کند) در کل طیف نور شبیه سازی و تجزیه و تحلیل شد.
سیمونسن اعلام کرد که بازتاب با طول پروتئین‌های سنبله تغییر می‌کرد. با طولانی‌تر شدن سنبله‌ها، بازتابش همزمان با تغییر رزونانس به طول‌موج‌های بالاتر کاهش می‌یابد. محققان با تغییر اندازه هسته ویروس در مدل‌ها، همین واکنش را مشاهده کردند. عرض پروتئین سنبله تأثیر کمتری بر نحوه انعکاس نور داشت. به این ترتیب، محققان میفهمند که ویروس کرونا در کدام قسمت از طیف طول موج با سایر ذرات خون متفاوت است.
سیمونسن گفت:«در طول‌موج‌های معین، بسته به وجود یا نبودن ویروس‌ها، پاسخ نوری متفاوتی دریافت می‌کنیم. ما این را امضای نوری ویروس کرونا می‌نامیم.»
می دانیم که خواص نوری ذرات بسته به محیط آنها تغییر می کند. مثلا اگر ذرات در آب یا در خلاء باشند یا اگر سطح با یک لایه نازک از ماده دیگر پوشیده شده باشد، رفتار متفاوتی دارند.
اولین کسی که به طور کلی نحوه بازتاب امواج نور را توسط ذرات کروی توصیف کرد، دانشمند آلمانی گوستاو می در سال 1908 بود.
با عبور خون حاوی ویروس کرونا از روی ذرات طلا، فرکانس تشدید ذرات تغییر می کند و به نوبه خود یک میدان الکترومغناطیسی ایجاد می کند. این فیلد جریانی را در سنسور تنظیم می کند که به راحتی قابل اندازه گیری است.
سیمونسن اظهار کرد که با مطالعه منحنی‌های فعلی برای محدوده‌های فرکانس خاصی از نور ورودی، می‌توانیم تعیین کنیم که آیا خون حاوی ویروس کرونا است یا خیر.
نانوحسگرها بسیار حساس هستند. امیر معقول توضیح می دهد که ماده گرافن هوشمند در نانودیسک به عنوان یک تقویت کننده عمل می کند. تکنولوژی نانو قبلاً برای این نوع حسگرها استفاده نشده است، بنابراین فناوری جدیدی است. وی افزود کاری که ما در اینجا انجام داده‌ایم ایجاد اولین چارچوب نوری جهت شناسایی ویروس کرونا و نشان دادن نحوه رفتار ویروس در طیف نوری است. گام بعدی تأسیس شرکتی است که بتواند نمونه آزمایشگاهی نانوحسگر را توسعه دهد.
معقول اعلام کرد که همکاری بین دو دانشگاه نروژ و اسلومت با دانشگاه تبریز نشان داد که ما امکانات با پتانسیل قابل توجهی برای توسعه و تولید این نوع نانوحسگر جهت استفاده های زیست پزشکی داریم./ فارس