به گزارش ایسنا، این گروه تحقیقاتی با بهره‌گیری از خواص منحصربه‌فرد مکسین‌ها، موفق به توسعه حسگرهایی فوق‌حساس شده‌اند که توانایی تشخیص بیومارکرها را با دقت بالا و سرعت قابل توجه ارائه می‌دهند و افق تازه‌ای در تحلیل‌ نتایج تست‌های پزشکی گشوده‌است.

سامانه‌های حسگری ECL طی سال‌های اخیر توجه ویژه‌ای را در محافل علمی به خود جلب کرده‌اند، چرا که امکان اندازه‌گیری دقیق مولکول‌های زیستی با حساسیت بالا را فراهم می‌کنند. در این زمینه، استفاده از مواد دوبعدی نوظهور موسوم به مکسین‌ها (MXenes) به عنوان سکوی اصلی توسعه حسگرهای پیشرفته، نقطه عطفی به شمار می‌رود. مکسین‌ها به دلیل ساختار لایه‌ای، هدایت الکتریکی بالا و قابلیت عاملی‌سازی سطحی، گزینه‌ای ایده‌آل برای تقویت سیگنال‌های ECL محسوب می‌شوند.

در پژوهش‌های اخیر محققان در دانشگاه تهران و دانشگاه علوم و فناوری چین، مجموعه‌ای از روش‌های نوین سنتز و اصلاح سطح مکسین‌ها به کار گرفته‌ شده است تا نانوساختارهایی بسازند که هم به عنوان بستر تثبیت بیومولکول‌ها و هم به عنوان واحد سیگنال عمل کنند. این تیم با طراحی نانوکامپوزیت‌های مبتنی بر مکسین توانسته‌اند شدت سیگنال‌های ECL را به طور چشمگیری افزایش دهند و عملکرد حسگرها را به سطحی فراتر از استانداردهای معمول برسانند.

یکی از دستاوردهای کلیدی این پروژه، بهره‌گیری از مکسین‌ها به عنوان شتاب‌دهنده‌های هم‌واکنش (Co-reactant accelerators) است. این ویژگی نه تنها شدت نور ساطع شده در فرایند ECL را افزایش می‌دهد، بلکه امکان تشخیص دقیق‌تر و سریع‌تر مولکول‌های هدف را فراهم می‌کند. همچنین استفاده از مکسین‌ها به عنوان پیش‌ماده برای سنتز تابنده‌های جدید ECL، دامنه کاربردهای این نانوساختارها را در طراحی حسگرهای زیستی گسترش داده است.

با وجود پیشرفت‌های قابل توجه، مکسین‌ها با چالش‌هایی نیز مواجه‌اند. فرایند سنتز کنونی اغلب به مواد خورنده قوی مانند HF وابسته است که نگرانی‌های زیست‌محیطی ایجاد می‌کند. همچنین کنترل دقیق بر عاملی‌سازی سطحی مکسین‌ها هنوز یک مشکل فنی مهم به شمار می‌رود، چرا که انواع مختلف گروه‌های عاملی (–F، –OH، –O) می‌توانند عملکرد حسگری متفاوتی ایجاد کنند. پژوهشگران دانشگاه تهران و همکاران چینی با تمرکز بر بهبود این محدودیت‌ها، در پی ارتقای پایداری، زیست‌سازگاری و عملکرد مکسین‌ها هستند.

یکی از چشم‌اندازهای آتی این حوزه، کوچک‌سازی و ادغام زیست‌حسگرهای مبتنی بر مکسین در دستگاه‌های قابل حمل و پوشیدنی است. چنین رویکردی امکان تشخیص بیومارکرها در ادوات نقطه مراقبت (POCT یا Point-of-care testing) را فراهم می‌آورد و می‌تواند انقلابی در پزشکی دقیق ایجاد کند. علاوه بر این، توسعه روش‌های نوین ساخت از جمله چاپ سه‌بعدی و الکترونیک انعطاف‌پذیر، مسیر را برای خلق نسل جدید حسگرها با عملکرد و تنوع بیشتر هموار می‌کند.

به نقل از ستاد نانو، تداوم تحقیقات میان‌رشته‌ای و همکاری‌های گسترده میان حوزه‌های نانوفناوری، علم مواد و مهندسی پزشکی کلید استفاده کامل از ظرفیت مکسین‌ها در حسگری و زیست‌حسگری ECL خواهد بود. این پیشرفت‌ها نه تنها در تشخیص سریع و دقیق بیومارکرها، بلکه در توسعه فناوری‌های پزشکی و محیط زیست، کاربردهای گسترده‌ای خواهند داشت.

با ادامه این مسیر پژوهشی، انتظار می‌رود نانوساختارهای مبتنی بر مکسین به یکی از ستون‌های اصلی حسگرهای فوق‌حساس و زیست‌حسگرهای پیشرفته تبدیل شوند و راه را برای فناوری‌های پزشکی و زیست‌تحلیل‌های نوین باز کنند.

انتهای پیام