स्पाइडर रेशम को ऑप्टिकल फाइबर में बदलकर शोधकर्ता बायोसेंसर बनाते हैं: नया सेंसर वास्तविक समय में अज्ञात चीनी सांद्रता को माप सकता है

0
5


शोधकर्ताओं ने स्पाइडर रेशम के प्रकाश-मार्गदर्शक गुणों का उपयोग एक सेंसर विकसित करने के लिए किया है जो ग्लूकोज और अन्य प्रकार के चीनी समाधानों सहित जैविक समाधान के अपवर्तक सूचकांक में छोटे बदलावों का पता लगा सकता है और माप सकता है। नया प्रकाश-आधारित सेंसर एक दिन रक्त शर्करा और अन्य जैव रासायनिक विश्लेषणों को मापने के लिए उपयोगी हो सकता है।

ताइवान में नेशनल यांग मिंग चियाओ तुंग विश्वविद्यालय के शोध दल के नेता चेंग-यांग लियू ने कहा, “मधुमेह वाले लोगों के लिए ग्लूकोज सेंसर महत्वपूर्ण हैं, लेकिन ये उपकरण आक्रामक, असुविधाजनक और लागत प्रभावी नहीं हैं।” “स्पाइडर सिल्क अपने बेहतर ऑप्टोमैकेनिकल गुणों के लिए ध्यान आकर्षित करने के साथ, हम वास्तविक समय में विभिन्न चीनी सांद्रता का वैकल्पिक रूप से पता लगाने के लिए इस जैव-संगत सामग्री का उपयोग करना चाहते थे।”

ताइवान इंस्ट्रूमेंट रिसर्च इंस्टीट्यूट और ताइपे मेडिकल यूनिवर्सिटी के लियू और सहयोगियों ने ऑप्टिका पब्लिशिंग ग्रुप जर्नल में अपने नए सेंसर का वर्णन किया बायोमेडिकल ऑप्टिक्स एक्सप्रेस. वे दिखाते हैं कि इसका उपयोग समाधान के अपवर्तक सूचकांक में परिवर्तन के आधार पर फ्रक्टोज, सुक्रोज और ग्लूकोज शर्करा की सांद्रता निर्धारित करने के लिए किया जा सकता है। स्पाइडर सिल्क इस एप्लिकेशन के लिए आदर्श है क्योंकि यह न केवल ऑप्टिकल फाइबर की तरह प्रकाश संचारित कर सकता है बल्कि बहुत मजबूत और लोचदार भी है।

“हमारा नया स्पाइडर रेशम-आधारित फाइबर ऑप्टिक चीनी सेंसर व्यावहारिक, कॉम्पैक्ट, जैव-संगत, लागत प्रभावी और अत्यधिक संवेदनशील है, ” लियू ने कहा। “आगे के विकास के साथ, यह बेहतर घरेलू चिकित्सा निगरानी उपकरणों और पॉइंट-ऑफ-केयर डायग्नोस्टिक और परीक्षण उपकरणों को जन्म दे सकता है।”

रेशम से सेंसर तक

सेंसर बनाने के लिए, शोधकर्ताओं ने विशाल लकड़ी के मकड़ी से ड्रैगलाइन स्पाइडर रेशम काटा नेफिला पिलिप्स, जो ताइवान के मूल निवासी है। उन्होंने रेशम को ढँक दिया, जो सिर्फ 10 माइक्रोन व्यास का है, एक जैव-संगत फोटोक्यूरेबल राल के साथ और एक चिकनी सुरक्षात्मक सतह बनाने के लिए इसे ठीक किया। इसने एक ऑप्टिकल फाइबर संरचना बनाई जो व्यास में 100 माइक्रोन थी, जिसमें मकड़ी रेशम कोर के रूप में कार्य करता था और राल क्लैडिंग के रूप में कार्य करता था। फिर उन्होंने फाइबर की संवेदन क्षमताओं को बढ़ाने के लिए सोने की जैव-संगत नैनो-परत को जोड़ा।

इस प्रक्रिया ने दो सिरों वाली एक धागे जैसी संरचना का निर्माण किया। माप लेने के लिए फाइबर का उपयोग करने के लिए, शोधकर्ताओं ने एक छोर को एक तरल नमूने में डुबोया और दूसरे छोर को एक प्रकाश स्रोत और एक स्पेक्ट्रोमीटर से जोड़ा। इसने शोधकर्ताओं को समाधान के अपवर्तक सूचकांक का पता लगाने और चीनी के प्रकार और इसकी एकाग्रता को निर्धारित करने के लिए इसका उपयोग करने की अनुमति दी।

“स्पाइडर सिल्क-आधारित चीनी सेंसर पुन: प्रयोज्य, लागत प्रभावी, उपयोग में आसान और वास्तविक समय का पता लगाने की पेशकश करता है,” लियू ने कहा। “इसके अलावा, क्योंकि यह कॉम्पैक्ट है, यह मस्तिष्क और हृदय जैसे कठिन-से-पहुंच वाले क्षेत्रों तक पहुंच की अनुमति दे सकता है। आगे के विकास के साथ, यह भी आशा की जाती है कि इस रेशम-आधारित फाइबर ऑप्टिक चीनी सेंसर का उपयोग प्रत्यारोपण योग्य चिकित्सा उपकरणों में किया जा सकता है और जैव चिकित्सा अनुप्रयोगों में उपचार रणनीतियाँ।”

लगातार, सटीक रीडिंग

समय के साथ सेंसर की पुनरावृत्ति और स्थिरता का परीक्षण करने के लिए, शोधकर्ताओं ने इसका उपयोग कमरे के तापमान पर फ्रुक्टोज, सुक्रोज या ग्लूकोज शर्करा की अज्ञात सांद्रता वाले समाधानों को मापने के लिए किया। माप प्रत्येक 5 मिनट के अंतराल पर 10 बार दोहराया गया था।

रेशम आधारित फाइबर ऑप्टिक सेंसर के प्रदर्शन को मात्रात्मक रूप से निर्धारित करने के लिए, शोधकर्ताओं ने सेंसर द्वारा उत्पादित प्रकाश तीव्रता स्पेक्ट्रा की तुलना वाणिज्यिक रेफ्रेक्टोमीटर के साथ प्राप्त अपवर्तक सूचकांक माप के साथ की। सेंसर समाधान में चीनी के प्रकार की पहचान करने और एकाग्रता का एक रीडआउट प्रदान करने में सक्षम था।

लियू ने कहा, “हमने जो माप सटीकता और संवेदन संवेदनशीलता हासिल की है, उससे पता चलता है कि सेंसर एक अज्ञात चीनी समाधान की एकाग्रता का सटीक अनुमान लगा सकता है।” “इसके अलावा, हमारे प्रस्तावित सेंसर के लिए संवेदी संवेदनशीलता पूरी तरह से मानव रक्त में पाए जाने वाले शर्करा सांद्रता की सीमा को शामिल करती है।”

इससे पहले कि किसी क्लिनिक या घरेलू उपयोग के उपकरण में वास्तविक समय के मापन के लिए सेंसर का उपयोग किया जा सके, इसकी सटीकता में सुधार करना और पर्यावरणीय परिवर्तनों के तहत इसकी स्थिरता को बढ़ाना आवश्यक होगा ताकि इसे लंबे समय तक उपयोग किया जा सके।

शोधकर्ता सॉफ्टवेयर पर भी काम कर रहे हैं जो सेंसर को पॉइंट-ऑफ-केयर रीडिंग के लिए मोबाइल उपकरणों के साथ उपयोग करने की अनुमति देगा। वे सेंसर की कार्यक्षमता को भी बढ़ाना चाहते हैं ताकि इसका उपयोग मानव रक्त में विभिन्न जैव रासायनिक घटकों जैसे लैक्टोज और वसा को मापने के लिए किया जा सके।

कहानी स्रोत:

सामग्री द्वारा उपलब्ध कराया गया ऑप्टिकल. नोट: सामग्री को शैली और लंबाई के लिए संपादित किया जा सकता है।

.

कोई जवाब दें

कृपया अपनी टिप्पणी दर्ज करें!
कृपया अपना नाम यहाँ दर्ज करें