இதய செல்களில் மின் மற்றும் இயந்திர செயல்பாட்டை ஒரே நேரத்தில் அளவிடும் நானோட்ரான்சிஸ்டர் உணர்வி

இடைநிறுத்தப்பட்ட நானோவைரைப் பயன்படுத்தி, மாசசூசெட்ஸ் பல்கலைக்கழக ஆராய்ச்சிக் குழு, முதன்முறையாக, இதய திசுக்களில் மின் மற்றும் இயந்திர செல்லுலார் பதில்களை ஒரே நேரத்தில் அளவிடக்கூடிய ஒரு சிறிய உணர்வி ஒன்றை உருவாக்கியுள்ளது. இது இதய நோய் ஆய்வுகள், மருந்து சோதனை மற்றும் மறுஉற்பத்தி மருத்துவம் ஆகியவற்றிற்கு உறுதியளிக்கிறது.

சயின்ஸ் அட்வான்சஸ் இதழால் ஆன்லைனில் வெளியிடப்பட்ட ஆய்வறிக்கையின் ஆசிரியரான மாணவர் ஹாங்யான் காவ், கண்டுபிடிப்பை “மேம்பட்ட இருதய ஆய்வுகளுக்கான ஒரு புதிய கருவியாக விவரிக்கிறார், இது இதய நோய் பரிசோதனைகளில் முன்னணி-முனை பயன்பாடுகளுக்கு சாத்தியமாக உள்ளது.”

உயிரியலில் உயிரணு ஒரு அடிப்படை செயல்பாட்டு உறுப்பு என்பதால், அதன் இயந்திர மற்றும் மின் நடத்தைகள் உயிரணு நிலையைக் குறிக்கும் இரண்டு முக்கிய பண்புகளாகும், இதன் விளைவாக சுகாதார கண்காணிப்பு, நோய் கண்டறிதல் மற்றும் திசு சரிசெய்தல் ஆகியவற்றிற்கு முக்கியமானவை.

“செல்லுலார் நிலையைப் பற்றிய விரிவான மதிப்பீட்டிற்கு ஒரே நேரத்தில் இயந்திர மற்றும் மின் பண்புகள் பற்றிய அறிவு தேவைப்படுகிறது” என்று ECE உதவிப் பேராசிரியரும் உயிரியல் மருத்துவப் பொறியியல் துணைவருமான ஆராய்ச்சிக் குழுத் தலைவர் ஜுன் யாவ் கூறுகிறார். இந்த இரண்டு பண்புகளும் பொதுவாக வெவ்வேறு உணரிகளால் அளவிடப்படுகின்றன, மேலும் பயன்படுத்தப்படும் உணர்விகளின் எண்ணிக்கையுடன் கலத்தின் செயல்பாடு தொந்தரவு செய்யப்படுகிறது.

உணர்வி ஒரு 3D இடைநீக்கம் செய்யப்பட்ட சிலிக்கான் நானோவைரில் இருந்து கட்டமைக்கப்பட்டுள்ளது. ஒரு கலத்தை விட அதன் அளவு மிகவும் சிறியதாக இருப்பதால், நானோவைர் செல் சவ்வு மீது இறுக்கமாக இணைக்க முடியும் மற்றும் செல்லுலார் செயல்பாடுகளை மிக நெருக்கமாக “கேட்க” முடியும். “கேட்ட” உயிரி மின்னணு மற்றும் உயிரி இயந்திர செயல்பாடுகளை கண்டறிவதற்கான மின் உணர்திறன் சிக்னல்களாக மாற்றுவதற்கு இது தனித்துவமான பண்புகளைக் கொண்டுள்ளது.

“ஒருங்கிணைந்த உயிரிசில்லுகளை உருவாக்குவதைத் தவிர, ஆழமான திசு ஆய்வுகளுக்காக விட்ரோ திசுக்களில் கண்டுபிடிப்பதற்கு நானோஉணர்விகளை ஃப்ரீ-ஸ்டாண்டிங் சாரக்கட்டுகளில் ஒருங்கிணைப்பதே எங்கள் அடுத்த கட்டமாகும்” என்று யாவ் கூறுகிறார். “நீண்ட காலமாக, மேம்பட்ட சுகாதார கண்காணிப்பு மற்றும் ஆரம்பகால நோயைக் கண்டறிவதற்காக நானோஉணர்விகளை உயிருள்ள இருதய அமைப்புகளுக்கு பாதுகாப்பாக வழங்க முடியும் என்று நாங்கள் நம்புகிறோம்.” என்றும் கூறினார்.

ஒரு சாதனத்தில் பல உணர்திறன் செயல்பாடுகளை ஒன்றிணைக்கும் கருத்து பொது உயிர் இடைமுக பொறியியலின் திறன்களை விரிவுபடுத்தும், என்று யாவ் கூறுகிறார்.

References:

• Gao, H., Yang, F., Sattari, K., Du, X., Fu, T., Fu, S., & Yao, J. (2022). Bioinspired two-in-one nanotransistor sensor for the simultaneous measurements of electrical and mechanical cellular responses. Science Advances, 8(34), eabn2485.
• Kim, S., Keisham, B., & Berry, V. (2020). Cellular nano-transistor: An electronic-interface between nanoscale semiconductors and biological cells. Materials Today Nano, 9, 100063.
• Xu, D., Mo, J., Xie, X., & Hu, N. (2021). In-cell nanoelectronics: opening the door to intracellular electrophysiology. Nano-Micro Letters, 13(1), 1-27.
• Patolsky, F., Zheng, G., & Lieber, C. M. (2006). Nanowire sensors for medicine and the life sciences.
• Lieber, C. (2018). Nanoelectronics Innervated Cells, Cell Networks and Three-Dimensional Biomaterials. Harvard Univ Cambridge Ma.