تشخیص زودهنگام بیماری بدون نیاز به تجهیزات آزمایشگاهی

به گزارش خبرنگار علمی ایران اکونومیست، یکی از طرح‌های برگزیده در بیست و ششمین جشنواره جوان خوارزمی امسال، ساخت حسگر الکتروکرومیک با هدف تشخیص و اندازه‌گیری آنتی‌اکسیدان‌ها با به کارگیری هوش مصنوعی بود. این طرح در گروه تخصصی فناوری‌های شیمیایی قرار دارد و رتبه سوم پژوهش‌های بنیادی را کسب کرد.

صبا رنجبر ارائه دهنده طرح روز دوشنبه در این رابطه در گفت و گو با خبرنگار ایران اکونومیست اظهار داشت: در این پژوهش سعی کردیم روی آنتی اکسیدان‌ها به عنوان یکسری از گونه‌هایی که بدن برای فعالیت به آنها نیاز دارد، تمرکز کنیم.

وی افزود: برای آنتی اکسیدان‌ها حسگری طراحی شده است تا بتوانیم به کمک آن میزان آنتی اکسیدان را تشخیص دهیم و آنها را در بدن کنترل کنیم.

این پژوهشگر جوان با بیان اینکه آنتی اکسیدان‌ها از این جهت اهمیت دارند که ترکیباتی هستند که به مقابله با رادیکال‌های آزاد و گونه‌های فعال اکسیژن‌دار می‌پردازند، افزود: بدن ما تحت تاثیر عوامل مختلفی همچون عوامل محیطی مثل اشعه خورشید، عوامل ژنتیکی و عوامل ناشی از مصرف مواد غذایی رادیکال‌های آزاد در بدن به وجود می‌آورد که بسیار پرانژری هستند و اگر در بدن تولید شوند و با بافت‌ها روبه رو شوند موجب تخریب بافت‌ها، سلول‌ها و پروتئین‌ها خواهد شد.

رنجبر با اشاره به اینکه این فرایند موجب می‌شود افراد به بیماری‌هایی همچون آلزایمر، پارکینسون و حتی سرطان مبتلا شوند، یادآورشد: این مساله ناشی از اهمیت آنتی اکسیدان‌ها و در کنار آن ابزار تشخیصی است که به کمک آنها می توان تعیین کرد که بدن چه میزان مُجازی از آنها را دارد.

وی گفت: در روش متداول تشخیص ترکیب آنتی اکسیدان در آزمایشگاه‌ها از حسگرهایی بر پایه واکنش‌های آنزیمی یا واکنش‌های آنتی ژنی و آنتی بادی استفاده می‌شود و در این روش برای اندازه‌گیری یک آنتی‌اکسیدان باید یک حسگر باشد که به صورت اختصاصی به ‌آنتی اکسیدان پاسخ دهد.

این پژوهشگر جوان ادامه داد: در این پژوهشی که انجام شده به جای اندازه‌گیری ۶ آنتی اکسیدان با ۶ حسگر مجزا، یک حسگر ساخته‌ایم که از سه ماده الکتروکروم مختلف تشکیل شده است و این مواد الکتروکروم برهم کنش‌های نیمه اختصاصی یا نیمه گزینشی با آنتی اکسیدان ها دارند و این برهم کنش‌ها در نهایت به صورت تغییر رنگ بر روی الکتروکروم ایجاد می‌شود و طیف‌های رنگی حاصل را به کمک الگوریتم‌های یادگیری ماشین که روی گوشی‌های هوشمند نصب شده می‌توانیم تفسیر کنیم و مقدار هر آنتی اکسیدان را با دقت بالا تشخیص دهیم.

رنجبر در توضیح مزایای این موفقیت گفت: از مزایای این حسگر نسبت به روش‌های قبلی می‌توان به کاهش هزینه‌ها اشاره کرد. در این روش به جای اینکه مستقیما از گیرنده‌های زیستی و آنزیم‌های آنتی بادی استفاده کنیم از واکنش‌های الکتروشیمیایی آنتی‌اکسیدان‌ها و الکتروکروم استفاده کردیم که هزینه ها را کاهش می‌دهد.

وی افزود: این حسگر نیازی به دستگاه یا تجهیز خاصی برای تفسیر ندارد و اتصال بین آنتی اکسیدان‌ها و مواد الکتروکروم به صورت بصری و تغییر رنگ قابل مشاهده است و می‌توان میزان آنتی‌اکسیدان را به راحتی تشخیص داد به همین دلیل این امر کمک می‌کند که این دسته از حسگرها تحت عنوان حسگرهای تشخیص در محل شناخته می‌شود، اقدامی که سازمان بهداشت جهانی بر آنها تاکید دارد تا افراد وضعیت سلامت خود را با آنها سنجش کنند.

رنجبر تاکیدکرد: به لحاظ بحث‌های کاربردی این حسگرها در آزمایشگاه‌های تشخیص طبی به کار می‌رود و امید است برگزیده شدن در جشنواره خوارزمی به دیده شدن طرح کمک کند و سازمان‌ها و نهادهای زیرمجموعه وزارت بهداشت که این طرح برای آنها کاربردی است با ما همکاری کنند.