منخفضة التكلفة أشباه الموصلات استشعار مصنوعة من البلاستيك يمكن أن تستخدم لتشخيص أو رصد مجموعة واسعة من الظروف الصحية، بما في ذلك المضاعفات الجراحية أو الأمراض العصبية. ويتكون جهاز استشعار من جامعة كامبريدج وجامعة الملك عبد الله في المملكة العربية السعودية للعلوم والقيادة التكنولوجيا (KAUST) فريق بحث تطويرها.
وقالت جامعة كامبريدج في بيان صحفي ذكرت أن أجهزة الاستشعار يمكن قياس كمية من العرق والدموع واللعاب او نواتج الرئيسية الموجودة في الدم، مثل اللاكتات أو الجلوكوز، وعندما جنبا إلى جنب مع الأجهزة التشخيصية، وأجهزة الاستشعار يمكن أن تجعل صحية الوضع سيزداد مراقبة سريعة ورخيصة ودقيقة.
استخدم الباحثون البلاستيك شبه الموصل ، الذي يتم تطويره للخلايا الشمسية والأجهزة الإلكترونية المرنة ، ولكن لم يتم استخدامه على نطاق واسع في التطبيقات البيولوجية ، بما أن المستشعر لا يحتوي على معادن مثل الذهب أو البلاتين ، يمكن تصنيعه بتكلفة منخفضة. يمكن دمجها بسهولة على ركائز مرنة وقابلة للسحب من أجل تطبيقات الاستشعار القابلة للارتداء أو القابلة للزرع ، وقد نشرت هذه الدراسة في مجلة Science Advancement.
"في عملنا ، تغلبنا على العديد من قيود أجهزة الاستشعار البيولوجي الكهروكيميائية التقليدية التي تستخدم الإنزيمات كمواد الاستشعار." المؤلف الأول للدراسة ، الدكتورة آنا ، زميلة ما بعد الدكتوراه في قسم الهندسة الكيميائية والتكنولوجيا الحيوية في جامعة كامبريدج وقالت الدكتورة آنا ماريا بابا: "في أجهزة الاستشعار البيولوجية التقليدية ، لا يكون الاتصال بين أقطاب الاستشعار ومواد الاستشعار فعالا جدا ، لذا يجب إضافة أسلاك جزيئية لتعزيز و" تعزيز "الإشارة.
لبناء جهاز الاستشعار ، استخدم الدكتور بابا وزملاؤه بوليمرًا صناعيًا طورته إمبريال كوليدج لندن ليكون بمثابة سلك جزيئي يتلقى الإلكترونات مباشرة أثناء التفاعلات الكهروكيميائية. عندما يتعلق الأمر بالعرق أو الدموع أو الدم ، فإنه يمتص الأيونات ويتضخم ويرتبط بالسائل ، وبالمقارنة مع مستشعرات القطب المعدنية التقليدية ، فإن هذا يجعل حساسية المستشعر تتحسن بشكل كبير.
الاختبارات الأولية من أجهزة الاستشعار لقياس مستوى حامض اللبنيك، وهو أمر مفيد في التطبيقات الصحية، ويمكن أيضا أن تستخدم لمراقبة المريض بعد الجراحة. ومع ذلك، وفقا للباحثين يقولون، وذلك بإضافة إنزيم مناسبة، واستشعار يمكن بسهولة أن يتم تعديل ل الكشف عن نواتج أخرى، مثل الجلوكوز أو الكوليسترول استشعار يتراوح تركيز اكتشاف يمكن تعديلها عن طريق تغيير هندسة الجهاز.
وقال الدكتور بابا: "زرع جهاز يسمح لنا لرصد في الوقت الحقيقي النشاط في الدماغ الأيض تحت ظروف الإجهاد، مثل أثناء أو قبل بداية المضبوطات، ويمكن استخدامها للتنبؤ أو تقييم علاج نوبات الصرع." ويعتزم الباحثون الآن لتطوير أجهزة الاستشعار في الوقت الحقيقي رصد النشاط الأيضي للخلايا البشرية في المختبر.
وقد تم تمويل هذه الدراسة من قبل مؤسسة ماري كوري ، ومكتب أبحاث جامعة الملك عبد الله للبحوث ، ومجلس بحوث الهندسة والعلوم الفيزيائية.