دانشمندان با استفاده از ویژگی‌های منحصربه‌فرد ترانزیستورها موفق به کشف روش جدیدی برای تشخیص پروتئین‌های به کار رفته در سرطان شده‌اند. این روش از نظر هزینه و سرعت‌عمل جایگزین خوبی برای سایر روش‌هاست.

بر طبق آزمایشاتی که در آمریکا انجام شده، از ترانزیستورهای نانولوله‌ای، می‌توان برای تشخیص برخی از بیومارکرها (نشانگرهای زیستی)، مانند پروتئین‌های به کارگرفته شده در سرطان پروستات، استفاده کرد. این روش از نظر حساسیت، هزینه و سرعت، رقیب خوبی برای سایر روش‌های متداول امروزی است.

    تشخیص سرطان پروستات

روش‌های معمول برای شناسایی پروتئین‌ها، عموما بر مبنای نوعی از ایمنی‌سنجی (immunoassay) هاست، که مشهورترین‌شان روش enzyme-linked immunosorbent) ELISA) است. این روش شامل گنجاندن یک پروتئین آنتی‌بادی با آنزیم اصلاح شده، به مقدار نامشخصی از مولکول‌ها یا پروتئین‌های هدف است که آنتی‌ژن نام دارد، و به آنها اجازه می دهد که با یکدیگر ترکیب شوند. آنتی‌بادی‌هایی که تحت واکنش قرار نگرفته‌اند، شسته شده و جفت‌های آنتی‌ژن- آنتی‌بادی باقی می‌مانند.

این واکنش معمولا می تواند با تغییر رنگ در محلول یا توسط یک سیگنال فلورسنت آشکار شود. میزان تغییر رنگ یا فلورسنت، به تعداد آنتی‌بادی‌های آنزیم اصلاح شده موجود بستگی دارد، که در نهایت به تجمع اولیه آنتی‌ژن در نمونه وابسته است.

هر چند این روش ها روزانه در بیمارستان ها و کلینیک ها استفاده می شود، اما به چندین روز و حتی چندین هفته زمان احتیاج دارند. از سوی دیگر این روش‌ها پر هزینه و پیچیده هستند و هر بار تنها پروتئین‌های واحد را شناسایی می‌کنند.

نانوحسگرها و نشانگرها

به گفته میشل لرنر (Mitchel Lerner)، یکی ازاعضای تیم تحقیقاتی در دانشگاه پنسلوانیا، «حسگرهای نانولوله‌ای جدید، در مقایسه با روش های ELISA ساده هستند.» او همچنین می افزاید «شناسایی با این روش تنها در چند دقیقه انجام می شود و حتی در مقیاس آزمایشگاهی، هزینه یک آرایه 2000 تایی از این حسگرها،  تقریبا برابر با50 دلار یا 2.5 سنت برای هر حسگر است.»

مهم‌تر اینکه، این حسگرها به پروتئین های تحت بررسی حساسیت بیشتری دارند. این محققان توانسته اند نشانگرهای زیستی سرطان پروستات که OPN نام دارند را در 1 pg/mL شناسایی کنند، که تقریبا 1000 برابر کمتر از اندازه گیری با روش ELISA است.

                    تشخیص بیماری لایم

این تیم، به رهبری ای تی چارلی جانسون (A T Charlie Johnson) از دپارتمان فیزیک و ستاره شناسی پِن، حسگرهای نانولوله‌ای را با متصل کردن آنتی بادی‌های OPN به ترانزیستورهای نانولوله‌ای کربنی بر روی یک تراشه سیلیکونی ایجاد کرده اند. بسیاری از پروتئین ها در بدن،با شدت زیادی با مولکول‌ها یا پروتئین‌ها ترکیب می شوند، و OPN مستثنا از این قضیه نیست. زمانی که تراشه در یک نمونه قرار داده می شود، OPN با آنتی بادی‌ها ترکیب می شود، و از این رو ویژگی‌های الکترونی ترانزیستور را تغییر می دهد. به این ترتیب اندازه گیری ولتاژ و جریان برای محققان این امکان را فراهم می آورد که مقدار دقیق OPN موجود در نمونه را اندازه بگیرند.

این تیم هم اکنون در حال ارتقا دادن این ابزارها هستند. به گفته لرنر: «ما همچنین در حال تست کردن آزمایشات جدیدی با استفاده از سُرُم انسانی هستیم.» «اگر این تست ها به نتایج خوبی منتهی شوند، گام بسیار بزرگی به سمت استفاده از این فن آوری در بیمارستان ها برداشته ایم.» کار این گروه در سه مقاله گزارش شده است، که در در دسترس است.

منبع:

http://physicsworld.com/cws/article/news/2013/mar/01/nanotube-transistors-detect-cancer-biomarkers