توسعه فناوری حسگرهای کاغذی جهت آنالیز پیشرفته زیست پزشکی: شناسائی بیومارکرها و بررسی هیبریداسیون DNA با استفاده زیست حسگرهای قابل حمل
Development of paper based sensors towards advanced biomedical analysis: Detection of bio-markers and investigation of DNA hybridization using portable biosensors
مجریان: محمد حسن زاده محله
خلاصه روش اجرا: الکترونیک چاپی یک زمینه ی در حال ظهور در فناوری ساخت دستگاه¬های افزایشی است. دستگاه های افزایشی الکترونیکی تولید شده دارای بسیاری از کاربردهای جدید هستند، از جمله میکروباتری های سه بعدی، آنتن های الکتریکی کوچک، الکترود پوشش داده شده و مدارهای چاپی. الکترونیک مبتنی بر کاغذ به عنوان یک بستر برای ساخت الکترونیک انعطافپذیر، نه تنها سبک وزن، زیست تخریب پذیر و قابل بازیافت است، بلکه قابلیت پیچش و تا شدن دارد، که نشاندهنده پتانسیل آن در کاربرد الکترونیک انعطافپذیر است. انتظار میرود که الکترونیک چاپی با جوهرهای کاربردی مختلف حاوی نانومواد مانند نانوذرات فلزی، مولکولها/پلیمرهای الکترونیک زیستی، نانولولههای کربنی و نانو ذرات سرامیکی به عنوان یک فرایند تولید انبوه برای انواع جدید تجهیزات الکترونیکی به سرعت رشد کند. با توجه به اهمیت حسگرهای کاغذی در تهیه زیست حسگرهای الکترونیکی جدید برای تشخیص آسان و زودهنگام سرطان و به دلیل نیاز مراکز درمانی جهت تشخیص سریع سرطان، در این پژوهش انواع مختلفی از زیست حسگرهای کاغذی شمل آپتاحسگر، ژنو حسگر و ایم.ن.حسگر و حسگرهای مبتنی بر آنزمی و DNA تهیه و کارکرد آنها در شناسائی برخی مارکرهای زیستی مورد ارزیابی قرار خواهد گرفت. همچنین کاربرد این زیست حسگرها در شناسائی برخی عوامل بیماریزا نیز مورد سنجش خواهد بود. در حوزه اجراء جوهرهای پایه کربنی بر روی انواع مختلف بسترهای کاغذی و سلولولزی چاپ میشوند. اندازه گیری الکتروشیمیایی در یک سلول 3 الکترودی که هر سه بطور مجتمع متصل به دستگاه اتولب هست یک سیستم اندازه گیری AUTOLAB با پتانسیواستات/گالوانواستات مدل PGSTAT302N محصول شرکت Eco Chemie هلند انجام خوهد شد. سیستم بر روی یک کامپیوتر با استفاده از نرم افزار NOVA کنترل می شود. از الکترود میله پلاتین بعنوان الکترو کمکی و الکترود نقره نقره کلراید بعنوان الکترود رفرنس استفاده می کنیم. الکترود کار، جوهر کربن-نقره متصل شده با مولکولهای زیستی از قبیل آنزیم، آپتامر، آنتی بادی و DNA است.
اطلاعات کلی طرح 
| مرحله جاری طرح | خاتمه قرارداد و اجرا |
| کد طرح | 63127 |
| عنوان فارسی طرح | توسعه فناوری حسگرهای کاغذی جهت آنالیز پیشرفته زیست پزشکی: شناسائی بیومارکرها و بررسی هیبریداسیون DNA با استفاده زیست حسگرهای قابل حمل |
| عنوان لاتین طرح | Development of paper based sensors towards advanced biomedical analysis: Detection of bio-markers and investigation of DNA hybridization using portable biosensors |
| نوع طرح | گرنت پژوهشی |
| اولویت طرح | سلولهای بنیادی، مهندسی بافت و پزشکی بازساختی و زیست مواد |
| نوع مطالعه | مطالعات علوم پایه (Experimental) |
| تحقیق در نظام سلامت | خیر |
| آیا طرح پایاننامه دانشجویی است؟ | خير |
| مقطع پایان نامه | |
| مدت اجرا - ماه | 12 |
| نوآوری و ضرورت انجام تحقیق | توسعه سریع میکروالکترونیک، دریچه ای را برای ساخت دستگاه¬های با وزن کم، مساحت سطح الکترونیک بزرگ، انعطاف پذیر و کم هزینه باز نموده است [1]، زیرا این دستگاه¬ها و قطعات جایگزین خوبی برای تکنیک¬های سیلیکونی مرسوم هستند و به طور بالقوه برای صفحه نمایش¬های انعطاف پذیر [2, 3]، آرایه-های آنتن [4]، آرایه¬های سلول خورشیدی الکترونیکی [5]، برچسب¬های شناسایی فرکانس رادیویی (RFID) [6, 7]، باتری [8, 9]، دستگاه های زیست پزشکی [10]، حسگر [11, 12]، مدارهای الکتریکی [13]، ترانزیستورهای آلی و معدنی [14, 15]، پوشش برای نمایش کریستال مایع (LCD) [16]، سلول-های بیولوژیکی [17]، و پلیمر MEMS [18, 19] کاربرد دارند. به عنوان یک بستر برای ساخت الکترونیک های انعطاف پذیر، الکترونیک های مبتنی بر کاغذ نه تنها سبک وزن، زیست تخریب پذیر و قابل بازیافت هستند، بلکه می توانند رول شده یا پیچ خورده باشند، که نشان می دهد پتانسیل بالایی در کاربرد الکترونیک های انعطاف پذیر دارند [4, 20, 21]. انتظار می رود که الکترونیک های چاپ شده با جوهرهای کاربردی مختلف حاوی نانومواد مانند نانوذرات فلزی، مولکول ها/پلیمرهای الکترونیک آلی، نانولوله های کربنی و نانوذرات سرامیکی به سرعت به عنوان فرایند تولید انبوه برای انواع جدید تجهیزات الکترونیکی، توسعه یابند. با توجه به سازگاری با رسانایی بالا و فرآیند دمای پایین مورد نیاز توسط بستر کاغذ، جوهرهای هادی نانو ذرات (NP) فلزی، یک کاندید امیدوار کننده برای کاربرد های الکترونیکی انعطاف پذیر مبتنی بر کاغذ با مساحت بزرگ است [22-24]. از میان نانوذرات فلزی، جوهر نانوذرات نقره به علت رسانایی الکتریکی عالی و پایداری اکسیداسیون آن به شدت مورد استفاده قرار گرفته است [25-27]. |
| اهداف اختصاصی | تهیه جوهر زیستی با پایه کربنی-نانو ذرات نقره و طلا -تثبیت جوهر بر روی کاغذ فوتوگرافیک و تهیه زیست حسگر |
| چکیده انگلیسی طرح | الکترونیک چاپی یک زمینه ی در حال ظهور در فناوری ساخت دستگاه¬های افزایشی است. دستگاه های افزایشی الکترونیکی تولید شده دارای بسیاری از کاربردهای جدید هستند، از جمله میکروباتری های سه بعدی، آنتن های الکتریکی کوچک، الکترود پوشش داده شده و مدارهای چاپی. الکترونیک مبتنی بر کاغذ به عنوان یک بستر برای ساخت الکترونیک انعطافپذیر، نه تنها سبک وزن، زیست تخریب پذیر و قابل بازیافت است، بلکه قابلیت پیچش و تا شدن دارد، که نشاندهنده پتانسیل آن در کاربرد الکترونیک انعطافپذیر است. انتظار میرود که الکترونیک چاپی با جوهرهای کاربردی مختلف حاوی نانومواد مانند نانوذرات فلزی، مولکولها/پلیمرهای الکترونیک زیستی، نانولولههای کربنی و نانو ذرات سرامیکی به عنوان یک فرایند تولید انبوه برای انواع جدید تجهیزات الکترونیکی به سرعت رشد کند. با توجه به اهمیت حسگرهای کاغذی در تهیه زیست حسگرهای الکترونیکی جدید برای تشخیص آسان و زودهنگام سرطان و به دلیل نیاز مراکز درمانی جهت تشخیص سریع سرطان، در این پژوهش انواع مختلفی از زیست حسگرهای کاغذی شمل آپتاحسگر، ژنو حسگر و ایم.ن.حسگر و حسگرهای مبتنی بر آنزمی و DNA تهیه و کارکرد آنها در شناسائی برخی مارکرهای زیستی مورد ارزیابی قرار خواهد گرفت. همچنین کاربرد این زیست حسگرها در شناسائی برخی عوامل بیماریزا نیز مورد سنجش خواهد بود. در حوزه اجراء جوهرهای پایه کربنی بر روی انواع مختلف بسترهای کاغذی و سلولولزی چاپ میشوند. اندازه گیری الکتروشیمیایی در یک سلول 3 الکترودی که هر سه بطور مجتمع متصل به دستگاه اتولب هست یک سیستم اندازه گیری AUTOLAB با پتانسیواستات/گالوانواستات مدل PGSTAT302N محصول شرکت Eco Chemie هلند انجام خوهد شد. سیستم بر روی یک کامپیوتر با استفاده از نرم افزار NOVA کنترل می شود. از الکترود میله پلاتین بعنوان الکترو کمکی و الکترود نقره نقره کلراید بعنوان الکترود رفرنس استفاده می کنیم. الکترود کار، جوهر کربن-نقره متصل شده با مولکولهای زیستی از قبیل آنزیم، آپتامر، آنتی بادی و DNA است. |
| کلمات کلیدی | زیست حسگر: نامِ گروهی از حسگرها است که به گونهای طراحی شدهاند تا بتوانند تنها با یک مادهٔ خاص واکنش نشان دهند. نتیجهٔ این واکنش به صورتِ پیامهایی در میآید که یک ریزپردازنده میتواند آنها را تحلیل کند. |
| ذینفعان نتایج طرح | تصور می شود بدلیل اهمیت نانوجوهرهای زیستی رسانا در ساخت زیست حسگرهای حساس و ارزان از نوع کاغذی برای تشخیص زودهنگام و آسان سرطان، هم بخش دولتی و هم بخش خصوصی خواهان استفاده از این فناوری جدید باشند. به نظر می رسد با توجه به نیاز کلیه مراکز درمانی دولتی یا خصوصی (بیمارستانها، مراکز تحقیقاتی، خدماتی پزشکی، کلینیک های پزشکی، آزمایشگاههای تشخیص طبی) به تشخیص زود هنگام سرطان می باشد، این مراکز نیاز ضروری به تهیه و تامین انواع جدیدی از حسگرهای زیستی در سایزهای نانو خواهند داشت. |
اطلاعات مجری و همکاران
| نام و نامخانوادگی | سمت در طرح |
|---|---|
| محمد حسن زاده محله | مجری اول (اصلی-هیات علمی) |
| پریا پاشازاده | همکار اصلی |
| احمد موبدکرکج | همکار اصلی |
اطلاعات تفضیلی
| حوزه خبر | خبر |
|---|---|
| رسانه ها و مردم | عنوان خبر متن خبر |
| متخصصان و پژوهشگران | عنوان خبر فناوری جدید حسگرهای کاغذی جهت آنالیز بیومارکرهای سرطانی توسعه پیدا کردمتن خبر الکترونیک چاپی یک زمینه در حال ظهور در فناوری ساخت دستگاه های افزایشی است. دستگاه های افزایشی الکترونیکی تولید شده دارای بسیاری از کاربردهای جدید هستند، از جمله میکروباتری های سه بعدی، آنتن های الکتریکی کوچک، الکترود پوشش داده شده و مدارهای چاپی. الکترونیک مبتنی بر کاغذ به عنوان یک بستر برای ساخت الکترونیک انعطافپذیر، نه تنها سبک وزن، زیست تخریب پذیر و قابل بازیافت است، بلکه قابلیت پیچش و تا شدن دارد، که نشاندهنده پتانسیل آن در کاربرد الکترونیک انعطافپذیر است. با توجه به اهمیت حسگرهای کاغذی در تهیه زیست حسگرهای الکترونیکی جدید برای تشخیص آسان و زودهنگام سرطان و به دلیل نیاز مراکز درمانی جهت تشخیص سریع سرطان، در این پژوهش انواع مختلفی از زیست حسگرهای کاغذی تهیه و کارکرد آنها در شناسائی برخی بیماریها ارزیابی گردید. |
| سیاستگذاران درمانی | عنوان خبر متن خبر |
| سیاستگذاران پژوهشی | عنوان خبر متن خبر |
| لینک (URL) مقاله انگلیسی مرتبط منتشر شده 1 |
