پژوهشگران دانشگاه ایلینویز، ژلی از نانوذرات طلا تولید کرده اند که رنگ آن هنگام واکنش با یک قطره اشک حاوی آسکوربیک اسید، تغییر می­کند. آسکوربیک اسید پس از آسیب چشم به آن وارد می­شود. در مطالعه جدید منتشر شده در مجله الکترونیک و حسگرهای زیستی، پژوهشگران از حسگر زیستی به نام اوجوژل (OG) برای اندازه­گیری مقدار آسکوربیک اسید در اشک مصنوعی و نمونه­های بالینی- که از چشم بیماران تتهیه شده بود- استفاده کردند.

دکتر پان، استاد مهندسی زیستی در دانشگاه و دانشکده پزشکی کارل ایلینویز میگوید: ما انتظار داریم حسگر زیستی به خودی خود، توانایی ارزیابی چشم بیماران پس از عمل جراحی و نیز بیماران اسیب دیده را داشته باشد.

گروه پان با یک چشم پزشک به نام دکتر لابریولا برای توسعه OG همکاری کرد. به گفته دکتر لابریولا فناوری OG تشخیص سریع آسیب­های چشم را ممکن می­سازد. این بررسی یک وسیله تشخیص سریع در محل را معرفی میکند و به کمک آن میتوان در بخش اورژانس، آزمایش را روی افراد انجام داد و در عرض چند دقیقه نتیجه را اعلام کرد که ایا بیمار به جراحی فوری چشم برای حفظ بینایی خود نیاز دارد یا نه.

این گروه نشان داد که غلظت آسکوربیک اسید در اشک، معیار مناسبی برای تعیین شدت آسیب به چشم است. آسکوربیک اسید که به ویتامین C نیز معروف است، در مایع داخل چشم با غلظت بالایی وجود داردو به خلط آبکی شناخته میشود اما به طور معمول غلظت آن در اشک بسیار کم است.

به گفته دکتر پان، آسیب عمیق به قرنیه ناشی از شکاف جراحی، خلط آبکی را به یک لایه اشک میریزد. در نتیجه غلظت اسکوربیک اسید نسبت به مقدار معمول چشم سالم افزایش میابد. OG یک فناوری حسگر زیستی منحصر به فرد است که روشی ساده و موثر برای تعیین مقدار اسکوربیک اسید را در محل فراهم میکند.

یک قطره کوچک اشک تمام چیزی است که برای واکنش تغییر رنگ در OGمورد نیاز است. شدت رنگ به غلظت آسکوربیک اسید در نمونه اشک بستگی دارد و با افزایش غلظت، از زرد کم رنگ تا قهوه ای مایل به سرخ تغییر میکند.

پژوهشگران آزمایش های گسترده ای برای تعیین غلظت های مربوط به هر درجه تغییر رنگ انجام دادند و یک راهنمای شدت رنگ و یک دستور کار برای استفاده از برنامه تلفن همراه، به نام پیکسل پیکر برای اندازه گیری دقیق غلظت به دست آمده از یک نمونه ژل ارائه کرده­اند.

پژوهشگران در تلاشند که برای بهبود فناوری OG دستگاهی ارزان قیمت با روش کار اسان برنامه ریزی کنند. در همین حال به بررسی های بالینی برای تشخیص اینکه آیا OG به طور قابل اعتماد قادر به تشخیص آسیب­های چشمی است ادامه خواهند داد.

منبع:

phys.org/news/2018-09-color-changing-sensor-eye.html

Misra, S.K. et al. Biosensors and Bioelectronics,2018. DOI: 10.1016/j.bios.2018.08.019