قابلیت شناسایی چند امیکس به طور همزمان بااستفاده از حسگر های زیستی نیمه رسانا

Paragraf، سازنده دستگاه های الکترونیکی با استفاده از نیمه هادی ها، به تازگی اعلام کرده است که حسگرهای زیستی مبتنی بر گرافن (تولید شده توسط آن ها) می توانند آنالیز چند امیکس را به طور همزمان ا انجام دهند. در این پلتفرم، فناوری تشخیص پروتئین و اسید نوکلئیک را ترکیب شده است. محققان این مجموعه، نشان دادند که می توانند همزمان RNA و پروتئین SARS-CoV-2 را شناسایی کنند.

در گزارشی که جاناتان گرینشتین در Genengnews منتشر کرده است، کیانا آران، مدیر ارشد نوآوری در Paragraf San Diego گفته است: « زمانی که به تهدیدات زیستی فکر می کنید، توانایی بررسی وجود یا عدم وجود پروتئین های ویروسی و همچنین RNA  بسیار ارزشمند است زیرا در حال حاضر ما واقعا نمی دانیم کدام یک بیشتر نشان دهنده عفونی بودن یا نبودن یک بیمار است. توانایی تشخیص هر دو واقعاً ارزشمند است و در حال حاضر ما واقعاً در فناوری‌هایی که می‌توانیم هر دو را همزمان انجام دهیم، محدودیت داریم. در خانه، می‌توانید سنجش جریان جانبی را انجام دهید، که کمی نیست، و بسیاری از مکان‌ها سنجش مبتنی بر PCR را انجام می‌دهند.»

آران، که همچنین دانشیار تشخیص و درمان پزشکی در مؤسسه کک (Keck) است، گفت: «کل این پروژه با کمک مالی آژانس پروژه های تحقیقاتی پیشرفته دفاعی (DARPA) به منظور توسعه فرآیند تشخیص ذرات ویروسی در هوا آغاز شد. آزمایشگاه من همچنین با ارتش ایالات متحده ملاقات کرد و ما متوجه شدیم که آنها این پپتیدهای شگفت‌انگیز را می‌سازند که بسیار بهتر از آنتی‌بادی‌ها برای پلتفرم سنجش ما هستند. بعداً، زیمنس برای کمک به آنالیز داده ها به مجموعه اضافه شد. همکاری با زیمنس برای تعیین بهترین روش برای آنالیز در مقیاس وسیع حیاتی است.» در بخش دیگری از مصاحبه، آران گفت: «وقتی انواع مختلفی از مولکول‌های جذب را در حسگر دارید، باید مطمئن شوید که واقعاً در حال تشخیص و تمایز بین، به عنوان مثال، کووید، آنفولانزا، و راینوویروس هستید.»

این چارچوب همچنین ممکن است برای سایر بیماری‌های امیکس ناشی از سایر آسیب‌ ‌ها، از جمله بیماری‌های عفونی و سرطان‌ها اعمال شود. آران استدلال کرد که این فناوری می تواند برای اهداف مختلف فراتر از شناسایی تهدیدات زیستی، از جمله تحقیق و توسعه واکسن و حتی کشاورزی، استفاده شود.

Paragraf که در سال 2013 تأسیس شد، یک شرکت مستقر در بریتانیا است و هدف آن ها توسعه تراشه های الکترونیک با گرافن و سایر مواد دو بعدی است یک ماه پیش، پاراگراف Cardea Bio و فناوری CRISPR-Chip آنها را خریداری کرد تا حوزه تجاری حسگرهای زیستی را گسترش دهد. این اکتساب، Paragraf را قادر می‌سازد تا نسل جدیدی از  حسگر های زیستی را ارائه دهد که ویژگی‌ها و حساسیت نتایج ابزارهای آزمایشگاهی موجود را با ویژگی هایی مانند پاسخ سریع و سهولت در استفاده، امکان استفاده در مکان نمونه برداری ترکیب می کند.

مقاله آران و همکارانش که حدود یک ماه پس از ادغامCardea Bio با Paragraf منتشر شد. در این مقاله،نویسندگان توانسته اند با استفاده از یک حسگر زیستی  تفاوت بین انواع Omicron و نوع تهدید کننده SARS-CoV-2 را با آنالیز همزمان RNA  و پروتئین‌های ویروسی تشخیص دهند. نمونه های مورد استفاده در این پلتفرم از بزاق جمع آوری شده است، اما به گفته آران، آنها امیدوارند این فناوری را به گونه ای تطبیق دهند که بتوان از آن برای ادرار و پلاسمای خون نیز استفاده کرد.

فناوری Paragraf به دلیل حساسیت بالای پلتفرم مبتنی بر گرافن نیازی به تقویت اسید نوکلئیک ندارد. به دلیل استفاده از سیستم Cas13 اصلاح شده و فناوری تشخیص پروتئین مبتنی بر پپتید، تراشه ها به راحتی برای اهداف مختلف قابل برنامه ریزی مجدد هستند. آران گفت: «پپتیدها بسیار پایدار هستند. آنها مانند بسیاری از آنتی بادی ها مشکل ماندگاری ندارند.»

در حالی که این پپتیدها ماندگاری بسیار خوبی دارند، Paragraf کار خود را برای سنتز آنها در مقیاس وسیع انجام داده است. خوشبختانه، به گفته آران، فناوری سنتز بسیار ساده است و می تواند سریع باشد، که به گفته او برای توسعه سریع حسگرهای زیستی جدید در حال تکامل، مهم است.

به گفته آران، Cardea Bio  و Paragraf دو شرکت رقیب بودند. تولید میلیون ها تراشه در هفته برای Cardea Bio امکان پذیر نبود. از طرف دیگر، Paragraf تخصص لازم را برای توسعه حسگر های زیستی نداشت. اکنون شرکت ترکیبی می‌تواند از قابلیت‌های حسگر زیستی در مقیاس وسیع استفاده کند. آران امیدوار است که این ادغام، شرکای زیادی را در سمت برنامه جذب کند. آران گفت: « ما از شرکای خود می خواهیم تا با یک برنامه خاص به ما مراجعه کنند تا بتوانیم از تخصص آنها برای عرضه سریعتر این محصول به بازار استفاده کنیم. هدف ما این است که به جهان اجازه دهیم این پلتفرم و فناوری شگفت‌انگیز را در دست بگیرد.»

منبع خبر:

Paragrafs point of care semiconductor biosensor has multiomics capability, www.genengnews.com