نانوترانزیستوری که به صدای قلب گوش می‌دهد

 

هنگیان گائو از دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر و اولین نویسنده مقاله مربوط به این پروژه که توسط مجله Science Advances منتشر شده است، این اختراع را به‌عنوان “ابزاری جدید برای بهبود مطالعات قلبی که پتانسیل کاربرد‌های پیشرو در آزمایش‌های بیماری‌های قلبی را دارد” توصیف می‌کند.

 

از آنجایی که سلول یک عنصر عملکردی اساسی در زیست‌شناسی است، رفتار‌های مکانیکی و الکتریکی آن دو ویژگی کلیدی هستند که وضعیت سلول را نشان می‌دهند و در نتیجه برای پایش سلامت، تشخیص بیماری و ترمیم بافت مهم هستند.

 

جون یائو، رهبر این تیم تحقیقاتی و دستیار مهندسی پزشکی، می‌گوید: «ارزیابی جامع وضعیت سلولی مستلزم دانش همزمان خواص مکانیکی و الکتریکی است. این دو ویژگی معمولاً توسط حسگر‌های مختلف اندازه‌گیری می‌شوند و میزان اختلال در عملکرد سلول با تعداد حسگر‌های استفاده شده، افزایش می‌یابد.»

 

این حسگر از یک نانوسیم سیلیکونی نیمه رسانا معلق سه‌بعدی ساخته شده است. این نانوسیم با اندازه‌ای بسیار کوچکتر از یک سلول منفرد، می‌تواند به طور محکم روی غشای سلولی بچسبد و از نزدیک به فعالیت‌های سلولی گوش دهد. همچنین این ابزار دارای خواص منحصر به فردی برای تبدیل فعالیت‌های بیوالکتریکی و بیومکانیکی به سیگنال‌های الکتریکی برای تشخیص است.

 

یائو می‌گوید: «به جز توسعه بیوتراشه‌های یکپارچه، گام بعدی ما ادغام این نانوحسگر‌ها روی داربست‌های ایستاده آزاد برای عصب‌سازی بافت در محیط آزمایشگاهی برای مطالعات عمیق بافت است. در درازمدت، ما امیدواریم که نانوحسگر‌ها را بتوان با خیال راحت به سیستم‌های زنده قلب برای نظارت بر سلامت و تشخیص زودهنگام بیماری متصل کرد.»

 

یائو می‌گوید مفهوم ادغام چندین حسگر در یک دستگاه، قابلیت‌های مهندسی رابط زیستی را گسترش می‌دهد.