زیست فناوری، سلامت و فناوری های پزشکی

حسگر‌های فلورسنت با استفاده از برچسب گذاری و تصویر برداری از طیف گسترده‌ای از مولکول ها، نمایی منحصر به فرد از داخل سلول‌های زنده ارائه می‌دهند.

پیشرفت مهندسی به تشخیص و نظارت بیماری‌های سرطانی کمک شایانی می‌کند. محققان در حال کار بر روی فناوری هستند تا حسگر‌های کوچکی را بسازند که می‌توانند در نزدیکی خود تومور کاشته شوند و نشان دهند که چه مقدار دارو به تومور می‌رسد و آیا در حال متابولیسم است یا خیر.

شما می‌توانید یک حسگر را در نزدیکی تومور قرار دهید و از خارج از بدن اثربخشی دارو را در محیط واقعی تومور تأیید کنید. چنین حسگر‌هایی همچنین می‌توانند برای تشخیص نشانه‌های مولکولی مرگ سلولی تومور، طراحی شوند. حسگر‌های فلورسنت معمولاً فقط در سلول‌هایی که در ظرف آزمایشگاهی یا در بافت‌های نزدیک به سطح بدن رشد می‌کنند، می‌توانند استفاده شوند، زیرا سیگنال آن‌ها در صورت کاشت بیش از حد عمیق از بین می‌رود.

مهندسان مربوطه اکنون راه حلی برای غلبه بر این محدودیت ابداع کرده اند. آن‌ها با استفاده از یک تکنیک جدید فوتونیکی که برای برانگیختن هر حسگر فلورسنت اختراع کردند، توانستند سیگنال فلورسنت را به میزان قابل توجهی بهبود بخشند. با این رویکرد، دانشمندان نشان دادند که می‌توانند حسگر‌هایی را تا عمق ۵.۵ سانتی‌متر (۲.۲ اینچ) در بافت کاشت کنند و همچنان یک سیگنال قوی دریافت کنند.

به گفته محققان، این نوع فناوری ممکن است امکان استفاده از حسگر‌های فلورسنت را برای ردیابی مولکول‌های خاص در داخل مغز یا سایر بافت‌ها در اعماق بدن، برای تشخیص پزشکی یا نظارت بر اثرات دارو فراهم کند.

دانشمندان از انواع مختلفی از حسگر‌های فلورسنت، از جمله نقاط کوانتومی، نانولوله‌های کربنی و پروتئین‌های فلورسنت برای برچسب‌گذاری مولکول‌های داخل سلول‌ها استفاده می‌کنند. فلورسانس این حسگر‌ها را می‌توان با تابش نور لیزر بر روی آن‌ها مشاهده کرد. یکی از کاربرد‌های احتمالی این نوع حس، نظارت بر اثربخشی دارو‌های شیمی درمانی است.

برای نشان دادن این پتانسیل، محققان بر روی گلیوبلاستوما، یک نوع تهاجمی سرطان مغز تمرکز کردند. بیماران مبتلا به این نوع سرطان معمولاً تحت عمل جراحی قرار می‌گیرند، سپس داروی شیمی درمانی تموزولومید (TMZ) را دریافت می‌کنند تا تمام سلول‌های سرطانی باقی مانده را از بین ببرند.

این دارو می‌تواند عوارض جانبی جدی داشته باشد و برای همه بیماران کار نمی‌کند، بنابراین وجود راهی برای نظارت آسان بر عملکرد یا عدم کارکرد آن مفید خواهد بود. در این راه حسگر‌های فلورسنت می‌توانند کمک شایانی به علم پزشکی بکنند.