پرینتر سه بعدی و بیوسنسورهای مبتنی بر DNA

چاپ سه بعدی، در ایجاد ابزار برای افراد مفید است. ابزارها، دروازه‌ای برای ایجاد نوآوری در دنیای ما هستند. پرینت سه بعدی، به دلیل کاهش هزینه‌ها و ضایعات مواد به صنایع مختلف کمک می‌کند. ما قصد داریم به عملکرد صنعتی خاص و چگونگی بهره‌برداری از تکنولوژی چاپگر سه بعدی توجه کنیم. بیوسنسور، یک دستگاه تحلیلی است که برای تشخیص ماده‌ای شیمیایی مورد استفاده قرار می‌گیرد که ترکیبی از یک مولفه‌ی بیولوژیکی و یک آشکارساز فیزیکی و شیمیایی است که در ادامه به پرینتر سه بعدی و بیوسنسورهای مبتنی بر DNA پرداخته می‌شود.

روش کار بیوسنسورهای مبتنی بر DNA

روش کار بیوسنسورهای مبتنی بر DNA

بیوسنسورهای مبتنی بر DNA

یک بیوسنسور به طور کلی می‌تواند به عنوان یک مبدل و ابزاری که حاوی یک سیستم بیولوژیکی تشخیصی است، تعریف شود. برهم‌کنش آنالیت با پذیرنده‌ی زیستی توسط یک روش مؤثر به وسیله‌ی مبدل اندازه‌گیری می‌شود به طوری که مبدل، اطلاعات را به اثرات قابل‌اندازه‌گیری مانند یک سیگنال الکتریکی تبدیل می‌کند. در اصل عناصر تشخیصی بیوسنسورها از سیستم‌های زنده جدا می‌شوند. به کارگیری تکنیک‌های بیوتکنولوژی جدید امکان ایجاد پلی‌نوکلئوتیدهایی از DNA را فراهم می‌کند که می‌توانند به عنوان عناصر تشخیصی بیوسنسورها مورد استفاده واقع شوند.

عناصر بیولوژیکی حساس

عنصر بیولوژیکی حساس مانند بافت، میکروارگانیسم‌ها، اندام‌ها، گیرنده‌های سلولی، آنزیم‌ها، آنتی‌بادی‌ها، اسیدهای نوکلئیک و غیره، یک ماده مشتق شده از مواد بیولوژیکی یا مولکول بیومیفیک است که با آنالایتی که مورد مطالعه است، تعامل دارد، متصل می‌شود یا تشخیص داده می‌شود.

بیوسنسورهای DNA

کاربردهای بیوسنسورهای DNA

ما به خصوص به بیوسنسورهای DNA علاقه‌مند هستیم. بیوسنسورهای DNA به لحاظ نظری می‌توانند برای تشخیص پزشکی، علوم قانونی، کشاورزی و حتی تلاش‌هایی در تمیز کردن محیط زیست استفاده شوند. هیچ‌گونه نظارت خارجی برای دستگاه‌های سنجش مبتنی بر DNA لازم نیست. به طور معمول این دستگاه‌ها، دستگاه‌های بسیار بزرگ و گران قیمتی بودند که فقط برای اهداف تحقیق بود.

موارد تشکیل‌دهنده‌ی بیوسنسورهای DNA

بیوسنسورهای DNA در حال تبدیل شدن به مینی ماشین پیچیده هستند که شامل عناصر حساس، میکرو لیزرها و ژنراتور سیگنال است و به این معنی است که ساختار DIY مانند یک دستگاه منجر به بهبود پیامدهای بهداشت عمومی برای سازندگان خواهد شد. دوز‌سنجی‌های DNA بر روی این واقعیت اثر می‌گذارند که دو رشته‌ی DNA از طریق نیروهای شیمیایی به یکدیگر متصل می‌شوند.

ساختار بیوسنسور

ساختار بیوسنسور

یکی از ضروری‌ترین فن‌آوری‌های هنری در آزمایشگاه پزشکی

تنها یک جسم دقیق، یعنی دو رشته که در هر موقعیت نوکلئوتیدی مطابقت دارند، منجر به سیگنال فلوئورسنت می‌شود که سپس به یک ژنراتور سیگنال منتقل می‌شود. زمینه‌ی بیوسنسورها به طور گسترده‌ای توسعه یافته است و در حال حاضر یکی از ضروری‌ترین فن‌آوری‌های هنری در آزمایشگاه پزشکی است.

بیوسنسورهای تجاری

ایده‌ی بیوسنسورها مفهوم خودآزمایی توسط بیمار را در بسیاری از شرایط بالینی تغییر داده است. تشخیص سریع و پیشگیری اولیه برای کنترل وضعیت بیماری بسیار مهم است. بعضی از بیوسنسورهای تجاری موجود در بازار عبارتند از:

  • میکروفاراو
  • آزمایشگاه خودکار
  • Biacare
  • داروهای Graffinity
  • IBIS
  • سینتیک سیلیکون

چرا پرینتر سه بعدی در زمینه بیوسنزینگ مهم است؟

از لحاظ ایجاد ابزار، شرکت‌های تحقیقاتی و محققان بیوتکنولوژی برای ساخت نمونه‌های جدید و ماشین‌های کوچک برای بیوسنزینگ ضروری است. برای سرعت بخشیدن به پیشرفت در این نوع تکنولوژی، چاپ سه بعدی برای کاهش هزینه‌ها و همچنین طرح‌های تکراری استفاده می‌شود. این به ساده‌سازی نوآوری و توسعه‌ی روش‌های جدید برای کاهش تولید بیوسنسور کمک می‌کند.

پرینتر سه بعدی و بیوسنسورهای مبتنی بر DNA

محققان در حال حاضر در حال کار بر روی پتانسیل پذیرش تکنولوژی چاپ سه بعدی برای کاربردهای بیوسنزین DNA الکتروشیمیایی هستند. بعضی گروه‌ها الکترودهای فولادی ضد زنگ شکل اسپیلکی را ایجاد کرده‌اند که برای بیوسنزینگ حیاتی هستند. یک الکترود یک هادی الکتریکی است که برای تماس با یک بخش غیرفلزی از یک مدار (به عنوان مثال یک نیمه‌هادی، الکترولیت، یک خلاء یا هوا) استفاده می‌شود. این ارتباط برای پردازش سیگنال حیاتی است و دیدن اینکه آیا DNA در داخل یک سنسور بیوسنتان شناسایی می‌شود یا نه.

پرینتر سه بعدی و بیوسنسورهای مبتنی بر DNA

پرینتر سه بعدی و بیوسنسورهای مبتنی بر DNA

این نکته می‌تواند از طریق روش SLM، طراحی و چاپ شود که پودر فلز را در مرحله چاپ با پرتو لیزر با شدت بالا فشرده می‌کند. SLM نیز نامیده می‌شود و پودر لیزر Fusion Fusion است و شبیه به DMLS یا Direct Metal Laser Sintering در حالی که معمولا به عنوان چاپ سه بعدی فلزی نامیده می‌شود. مهم است که از چاپ فلز برای یک سنسور بیولوژیکی استفاده کرده زیرا واکنش‌های شیمیایی و الکتریکی خاص با استفاده از گروه‌های مختلف فلز رخ می‌دهد.

روش SLM

روش SLM

آینده‌ی زیست فناوری

زیست فناوری به سمت تبدیل شدن سریع و ارزان به دستگاه‌‌گرایی پیش می‌رود. از طریق چاپ سه بعدی، سازنده‌ای که کنجکاو است، ابزارهای زیادی دارد و توانایی ساخت دستگاه‌ها را دارد. این امر به پروژه‌ها و نوآوری‌ها جهت بازتعریف روش‌هایی منجر می‌شود. اما مهم‌تر از همه باید یاد بگیریم که چگونه اینگونه دستگاه‌هایی را ایجاد کنیم. مراقبت‌های بهداشتی به طور کلی به اقدامات پیشگیرانه وابسته است.

زیست فناوری

زیست فناوری

مهم است که ابزارهایی داشته باشیم که بتوانند عوارضی را که ما از آن آگاهی نداریم تشخیص دهند. علاوه بر این نیز مهم می‌شود که مراقبت‌های بهداشتی با گذشت زمان بیشتر گران خواهند شد. برای کشورهای توسعه نیافته، دسترسی به راه‌حل‌های منبع باز برای پروژه‌های بیوتکنولوژی می‌تواند منجر به رسیدگی بهتر و بیشتر از شهروندان و سلامت عمومی آن‌ها شود.

پرینت سه بعدی و آینده‌ی سلامت

آینده‌ی سلامت متکی به تکنولوژی‌های مختلف است و پرینت سه بعدی بخش مهمی از این معادله است. با این تکنولوژی، ما قادر به ایجاد ابزارهایی هستیم که قبلا برای کارشناسان صنعت در دسترس بودند. در حال حاضر یک مصرف‌کننده‌ی معمولی با علاقه می‌تواند ابزار پزشکی مانند بیوسنسور را برای کمک به آن‌ها در سلامت عمومی خود تولید کند.

پرینت سه بعدی و آینده‌ی سلامت 

پرینت سه بعدی و آینده‌ی سلامت

۵/۵ (۴ Reviews)

نظرات کاربران