این دماغ برقی می‌تواند بیماری‌های مزمن را تشخیص دهد

همچنین بر اساس ادعای موسسه اجراکننده این طرح پژوهشی، دماغ برقی تولید شده توسط آن‌ها می‌تواند بوی ساطع شده از افراد مبتلا به برخی بیماری‌ها نظیر آسم یا بیماری‌های کلیه را هم شناسایی کند.

دماغ برقی جدید آمریکایی‌ها قادر به پایش سلامتی بیماران است

نانوسیم‌های بسیار باریک مورد بحث قابلیت به هم پیوستن و تشکیل حسگرهایی پوشیدنی را دارند. این حسگرهای پوشیدنی ابزارهای بسیار مهم و مفیدی برای پایش وضعیت سلامت بیماران به شمار می‌رود.

این پژوهش با همکاری مشترک درک لاولی، استاد برجسته میکروبیولوژی در دانشگاه آمهرست ماساچوست و جون یائو، استاد برق و کامپیوتر این دانشگاه به انجام رسید. هدف نهایی انجام این پروژه، شبیه‌سازی عملکرد بینی انسان بوده است.

جون یائو، یکی از محققین ارشد این پروژه، در خصوص دماغ برقی جدید ساخته شده گفت:

بینی انسان صدها گیرنده مختلف در اختیار دارد که هریک به مولکول خاصی حساس هستند. این گیرنده‌ها به مراتب حساس‌تر از هر دستگاه شیمیایی یا مکانیکی کشف شده توسط بشر هستند.

همین امر باعث شد که ما تصمیم بگیریم به‌جای استفاده از سازه‌های مصنوعی، بینی انسان را به‌عنوان منبع الهام خود در طراحی گیرنده‌های بو قرار دهیم.

برای ساخت این بینی الکتریکی، محققین از یک باکتری به نام Geobacter sulfurreducens استفاده کردند که به‌طور طبیعی قادر به تولید نانوسیم‌هایی باریک و با رسانایی الکتریکی است. در گام بعدی، دانشمندان اقدام به تغییر ژنتیکی این باکتری و استفاده از آن نمودند.

بر اساس مصاحبه‌ای که محقق ارشد این پروژه به‌تازگی انجام داده است، برداشتن ژن نانوسیم به نام پیلین از باکتری G. sulfurreducens و اتصال آن به باکتری اشریشا کلای، یکی از شایع‌ترین باکتری‌های دنیاست.

تیم پژوهشی سازنده این دماغ برقی همچنین با دستکاری بیشتر ژن نانوسیم، پپتیدی به نام DLESFL را به آن افزودند. این پپتید به‌شدت به آمونیاک حساس است و آمونیاک در نفس اکثر افرادی که به بیماری‌های کلیوی مبتلا هستند وجود دارد.

دستکاری کردن این نانوسیم‌ها باعث شده که میزان پاسخ‌دهی آن‌ها به آمونیاک تا صد برابر مقدار معمولی افزایش یابد.

به اعتقاد پژوهشگران فعال بر روی این طرح، نانوسیم‌های تولید شده به کمک میکروب‌های طبیعی عملکردی بسیار بهتر از نانوسیم‌های تولید شده از جنس مواد مرسوم مثل سیلیکون یا فلز خواهند داشت.

کاربردهای این بینی الکتریکی جدید چیست؟

کاربردهای این حسگرهای طبیعی بسیار فراتر از صرفا حس کردن آمونیاک موجود در نفس بیماران کلیوی است!

توشیوکی اوئکی، دیگر نویسنده پژوهش دانشگاه ماساچوست آمهرست که در پروژه دماغ برقی نقشی کلیدی داشته معتقد است که می‌توان با طراحی پپتیدهای منحصربفرد که هریک به مولکول خاصی متصل می‌شوند، بیماری‌های مختلف را شناسایی کرد.

به بیان دیگر، با طراحی پپتیدهای مخصوص بیماری‌های گوناگون، این حسگرهای مبتنی بر نانوسیم‌های طبیعی می‌توانند در آینده برای پایش انواع بیمار‌ی‌های در افراد مبتلا به بیماری‌های مزمن به کار روند.

نتایج این پژوهش فوق‌العاده در مجله Biosensors and Bioelectrics به چاپ رسیده است.