بررسی سریع وضعیت استخوانی با چیپ میکروسیال

 میز پروتئومیک میکروسیالی، که به راحتی قابل تبدیل به یک دستگاه تشخیص برای هر نشانگری (biomarker) است، توسط پاتریشیا خشایار، دانشجوی رشته نانوبیوتکنولوژی دانشکده علوم و فنون نوین دانشگاه تهران و رشته مهندسی پزشکی دانشگاه گنت بلژیک، با همکاری مرکز پژوهشی فناوری‌های نوین در مهندسی علوم زیستی دانشگاه تهران ساخته شد.

این پلت فرم حاصل ادغام تکنولوژی میکروسیالی با سیستم سنجش الکتروشیمیایی بوده و از یک محفظه واکنش / تشخیص برای اندازه‌گیری سطح سرمی نشانگرهای زیستی متفاوت تشکیل شده است. طراحی منحصر به فرد این پلت فرم امکان اندازه‌گیری نشانگرها با حساسیت بالا را فراهم می‌آورد.

ساخت این چیپ میکروسیال از طریق تعامل میان نانوذرات طلا (AuNPs) و مولکول‌های زیستی آنتی بادی، یک نانو کاوشگر (nanoprobe) طلا برای اندازه‌گیری الکتروشیمیایی غیرآنزیمی نشانگرها بوده است.

در گام بعدی نیز این کاوشگر بر روی سطح الکترود با حفظ ساختار و کارکرد آنتی بادی نشانده شد که برای این منظور رسوب نانو ذرات طلا بر روی سطح الکترود طلا به منظور بهبود ویژگی‌های الکتروشیمیایی سطح صورت گرفت.

برای ساخت کانال‌های میکروسیالی این چیپ نیز از یک روش ارزان، قابل اعتماد و سریع با استفاده از نوار چسب دو طرفه استفاده شد و در مرحله آخر تراشه الکتروشیمیایی و ساختار میکروسیالی برای ساخت سیستم نهایی (استئوکیت) ادغام شدند.

در این پلت فرم مبتنی بر واکنش آنتی‌بادی و آنتی‌ژن، تمام مراحل معرفی نمونه، انکوباسیون و اندازه‌گیری الکتروشیمیایی در کانال‌های میکروسیالی صورت می‌گیرد و الکترودهای طلای موجود در محفظه میکروسیالی برای نشاندن آنتی بادیی که در مراحل بعدی به صورت انتخابی با آنتی ژن مربوطه واکنش می‌دهند، عامل‌دار شدند.

نتایج نهایی نشان داد که استئوکیت طراحی شده دقت، حساسیت و اختصاصی بودن لازم برای سنجش سطح سرمی استئوکلسین (هورمونی که توسط استئوبلاست‌ها ترشح می‎شود) و CTX را دارد. این سیستم برای اندازه گیری غلظت Oc (کربن آلی) سرمی حساس و اختصاصی بوده و می‌تواند سطح سرمی نشانگر را در طیف وسیعی از 2.5 تا ۷۵ نانوگرم بر میلی‌لیتر تشخیص دهد.

در مقایسه با روش‌های مرسوم، تراشه میکروسیالی ساخته شده بر پایه روش‌های الکتروشیمیایی برای اندازه‌گیری نشانگرهای پیشنهاد شده، انتخابی و حساس بوده است. از دیگر مزایای این سیستم نیز می‌توان به کاهش زمان اندازه‌گیری سطح سرمی مارکرهای استخوانی و نیاز به مقدار کمتر نمونه وثبات بالا اشاره کرد.

 ارزیابی وضعیت استخوان از راه‌های مختلف مانند بررسی تراکم استخوان، تصاویر رادیولوژی و نیز مارکرهای بیوشیمیایی استخوان امکانپذیر است که مارکرهای بیوشیمیایی زودتر از سایر روش‌های فوق، تغییرات را نشان داده و بیانگر وضعیت اسکلتی سیستمی هستند.

مراحل ثبت USA Patent این کار نیز انجام گرفته است.

این طرح با راهنمایی دکتر قاسم عموعابدینی از دانشگاه تهران و دکتر باقر لاریجانی از دانشگاه علوم پزشکی تهران و دکتر یان ون فلترن از دانشگاه گنت بلژیک و مشاوره دکتر مرتضی حسینی از دانشگاه تهران اجرایی شده است.