سخن رهبری درباره معاونت علمی
جهش تولید
امروز : سه شنبه 14 مرداد 1399
  • 95/04/15 - 09:45
  • 2804
  • زمان مطالعه : 5 دقیقه
با حمایت صندوق حمایت از پژوهشگران و فناوران معاونت علمی؛

طراحي و ساخت بومي ميکروچيپ آشکار ساز DNA توسط محققان کشور

برای نخستین بار محققان کشور طراحي و ساخت بومي ميکرو چيپ تشخيص هيبريداسيون DNAبا استفاده از لايه‌هاي نانو نيمه هادي را در کشور انجام دادند.

برای نخستین بار محققان کشور طراحي و ساخت بومي ميکرو چيپ تشخيص هيبريداسيون DNAبا استفاده از لايه‌هاي نانو نيمه هادي را در کشور انجام دادند.


به گزارش مرکز اطلاع رسانی و روابط عمومی معاونت علمی و فناوری ریاست جمهوری، در حال حاضر طيف گسترده اي از تحقيقات مرتبط با شاخه‌هایی همچون زيست-فناوري، بيولوژي، پزشکي به آشکارسازي DNA نياز دارد. قطعاتDNA، هسته اصلي و عناصر پايه اي تمامي سلول هاي زنده را تشکيل مي دهند.  يک DNA شامل زنجيره اي طويل از ملکول هاي خاص است.  ترتيب ملکول هاي تشکيل دهنده DNAيک کد بيولوژيکي مشخص را توليد مي کند. اين کد نه تنها هويت يک سلول را مشخص مي کند بلکه با آناليز آن مي توان به خواص و مشخصه هاييک سلول پي برد. به عنوان مثال با آناليز کد DNAيک سلول نه تنها مي توان تشخيص داد اين سلول متعلق به يک ويروس، ميکروب، چند سلولي، گياه، حيوان و يا انسان است، بلکه امکان تشخيص خواص آن گونه مشخص نيز وجود خواهد داشت. يعني با آناليز کد DNA  سلول دريافت شده از يک انسان مي توان به بيماري هاي ژنتيکي آن فرد، هويت وي و ... پي برد. مهندسي ژنيک در واقع علم آناليز کد هاي DNA و حتي تغيير آن براي رسيدن به خواصي مطلوب در يک سلول مشخص است.


محققان دانشگاه اصفهان با حمایت صندوق حمایت از پژوهشگران و فناوران معاونت علمی برای نخستین بار حسگری بومی جهت تشخیص هيبريداسيون DNAبا استفاده از لايه هاي نانو نيمه هادي طراحی و ساخته‌اند که استفاده از لایه‌های نیمه هادی نوآوری این حسگر است که تا کنون در دنیا از این روش استفاده نشده بود. مهدی حبیبی مجری این پروژه درباره آن اظهار کرد: حسگر DNA الماني است که بتواند وجود يا عدم وجود يک کد خاص را در زنجيره اي از DNA مجهول تشخيص دهد. اساس کار اغلب حسگرهاي DNA ترکيب نمونه مجهول با کد مکمل معلوم است. در صورتي که اتصال با مکمل معلوم صورت پذيرفت مي توان نتيجه گرفت کد مورد نظر در نمونه مجهول وجود داشته است در غير اين صورت نمونه مجهول فاقد کد مورد نظر بوده است.
حبیبی ادامه داد: آشکار سازي نمونه‌هاي هيبريد شده DNA از مجموعه غير هيبريد شده فرآيند حساس و پيچيده اي محسوب مي شود. تشخيص زنجيره‌هاي هيبريد شده DNA در مقياس‌هاي کوچک اغلب با چالش‌هاي متعددي روبه رو است. به عنوان مثال تکنيک هاي آشکار سازي نوري معمولا دقت لازم را براي آشکار سازي هيبريداسيون در مقياس پايين ندارند و نمي توانند در غلظت هاي پايين هيبريداسيون و يا عدم هيبريداسيون DNA را آشکار سازي کند.


عضو هیات علمی دانشگاه اصفهان عنوان کرد: هرچند براي آشکارسازي DNA در غلظت‌هاي پايين مي توان از سنسورهاي ميکروچيپ استفاده کرد ولي در حال حاضر اين نوع تراشه ها صرفا در خارج از کشور توليد مي‌‌شود و قيمت بالايي دارند. دستيابي به تکنولوژي و فناوري بومي براي ساخت اين سنسورها گامي موثر در تحقيقات بيولوژيکي، پزشکي و ... محسوب مي‌شود.
وی درباره کاربردهای این حسگر گفت: شناسايي DNA مربوط به سلول‌ها، ميکروب‌ها و ويروس‌ها جايگاه پراهميتي در زمينه‌هاي مختلفي همچون تشخيص بيماريهاي ميکروبي-ويروسي در انسان‌ها، حيوانات و گياهان، تشخيص سرطان در انسان، مطالعات و تحقيقات زيست فناوري، شناسايي و پيشگيري از بيماري‌هاي ژنتيکي و بسياري موارد ديگر دارد.


تفاوت با تکنيک‌هاي موجود
حبیبی با بیان اینکه تکنيک رايج و معمول براي شناسايي DNA نيز تشخيص هيبريداسيون آن با يک نمونه مکمل و از پيش شناخته شده است، تصریح کرد: معمولا طيف گسترده‌اي از روش‌ها براي تشخيص هيبريداسيون مورد استفاده قرار مي‌گيرند. هر روش از لحاظ حداقل مقدار هيبريداسيون قابل آشکارسازي و روند موردنياز براي اين منظور متفاوت است ولي در نهايت در کليه روش‌ها، به تجهيزات و ابزارهاي اندازه‌گيري دقيق و پيشرفته نياز است.
وی همچنین ابراز کرد: تجهيزات مورد نياز جهت آشکارسازي هيبريداسيون DNA اغلب گران قيمت بوده، معمولا بعد از انجام هر آزمايش به تعويض نمونه‌ها نياز است و معمولا وسايل مورد نياز آن بايد از خارج از کشور خريداري شود. بعلاوه کار کردن با چنين دستگاه‌هايي غالبا مشکل است و تنظيمات، کاليبراسيون و راه‌اندازي آن نياز به تخصص و صرف مدت زمان قابل توجهي دارد.


هدف پروژه
به گفته وی، هدف در اين پروژه طراحي و ساخت بومي يک ميکروچيپ آشکار ساز DNA است. در اين طرح از لايه‌هاي نانو براي ساخت تقويت‌کننده‌هاي الکترونيکي نيمه هادي استفاده مي‌شود. پياده سازي و ساخت بومي اين ساختارها توسط تجهيزات و امکانات موجود در داخل امکان پذير است. با توجه به استفاده از المان هاي الکترونيکي حساسيت اين سنسور نسبت به روش هاي آشکارسازي موجود بالاتر بوده و سنسور مي تواند غلظت ‌هاي پايين هيبريداسيون را آشکارسازي کند. همچنين استفاده از نانو لايه هاي نيمه هادي که ساخت و پردازش آنها ساده و راحت است باعث مي گردد قيمت نهايي محصول از نمونه هاي مشابه پايين تر باشد.
این محقق درباره مزیت‌های این دستگاه بیان کرد: قيمت نهايي دستگاه طراحي شده به گونه‌اي است که ميتوان آن را به راحتي در کليه آزمايشگاه‌هاي پژوهشي و طبي بکار برد. از اهداف ديگر طراحي اين دستگاه، دستيابي به سيستمي است که کار با آن راحت بوده و تنظيمات و کاليبراسيون پيچيده‌اي احتياج نداشته باشد و بتوان با استفاده از آن در مدت زمان اندکي به هيبريداسيون زنجيره‌هايDNA در مقياس چند نانو مول پي برد.

ميزان نوآوري
حبیبی عنوان کرد: در اين طرح براي اولين بار در دنيا با استفاده از نانو لايه هاي نيمه  هادي و عامل دار کردن آنها با دريافت کننده هاي زنجيره هايDNA، حسگر الکترونيکي تشخيص دهنده ذرات بيولوژيکيطراحي و ساخته شده است.

اهميت
وی با اشاره به اینکه در دنياي پزشکي و بيوتکنولوژي امروزي، آشکارسازي ماهيت يک DNA مجهول از اهميت بالايي برخوردار است گفت:  در حال حاضر در داخل کشور نيز این جایگاه مهم برای این عرصه وجود دارد با انجام اين طرح نه تنها محصول فناورانه سنسور آشکارساز DNA به صورت بومي در داخل کشور توليد می‌شود بلکه قيمت نمونه ساخته شده با توجه به استفاده از نانو لايه هاي نيمه هادي که پروسه ساخت ساده اي دارند، نسبت به تکنيک هاي رايج پايين تر خواهد بود.
حبیبی در پایان اظهار کرد: در سنسور ساخته شده ميزان غلظت مورد نياز جهت آشكارسازي DNA كمتر از تكنيك هاي رايج استفاده شده در سطح كشور (مانند برچسبهاي فلورسانس و يا الكتروفورز جرمي) است و محصول ارائه شده ميتواند بهعنوان جايگزيني دقيقتر و ارزانتر در آزمايشگاه هاي بيوتكنولوژي كشور مورد استفاده قرارگيرد.
انتهای پیام/25

  • گروه خبری : اسلایدر
  • کد خبر : 15997
کلمات کلیدی

تصاویر

0 نظر برای این مطلب وجود دارد

نظر دهید

متن درون تصویر امنیتی را وارد نمائید:

متن درون تصویر را در جعبه متن زیر وارد نمائید *

شخصی سازی

انتخاب رنگ

اندازه فونت