நாளமில்லா சீர்குலைவுகளின் மீ உணர்திறன் கண்டறிதல்

ஹார்மோன் தூண்டப்பட்ட புற்றுநோய்கள் மற்றும் இனப்பெருக்கக் குழாயின் கோளாறுகளின் வெளிப்படையான அதிகரிப்பு லிட்டருக்கு நானோகிராம் நாளமில்லா(Endocrine) சீர்குலைவுகளைக் கண்டறியும் புதிய தொழில்நுட்பங்களுக்கான தேவை அதிகரித்து வருகிறது. சீனாவில் உள்ள விஞ்ஞானிகள் மீச்சிறு ஒளியியல் இழை உணர்திறனைக் கண்டுபிடித்து சூப்பர்ஃபைன் பிளாஸ்மோனிக் ஸ்பெக்ட்ரல் சீப்புகளைக் கொண்டு தூண்டப்பட்ட உயிரி பெருக்கி (Bioamplification) மூலம் மேம்படுத்தப்பட்டது. இது கண்டறியும் வரம்பை 1.5 ng l^-1 எஸ்ட்ராடியோல் சமமான செறிவைக் கொண்டுள்ளது. இந்த நுட்பம் சுற்றுச்சூழல் மற்றும் சுகாதார கண்காணிப்பில் புரட்சியை ஏற்படுத்தும் ஆற்றலைக் கொண்டுள்ளது.

சுற்றுச்சூழலில் அதிக உணர்திறனுடன் கூடிய நாளமில்லா இடையூறுகளை வகைப்படுத்த மேம்பட்ட மற்றும் சக்திவாய்ந்த கண்டறிதல் நுட்பங்களை உருவாக்குவது இன்னும் சவாலானது, இருப்பினும் அது மிகவும் அவசியமானது. சுற்றுச்சூழல் ஈஸ்ட்ரோஜன்கள் (EEs-Environmental estrogens), பொதுவான நாளமில்லா சீர்குலைவுகளாக, ஐக்கிய நாடுகள் சபையால் சர்வதேச ஒத்துழைப்பு மூலம் தீர்க்கப்பட வேண்டிய உலகளாவிய சுற்றுச்சூழல் பிரச்சினைகளில் ஒன்றாக பட்டியலிடப்பட்டுள்ளன. அவை அணுசக்தி ஈஸ்ட்ரோஜன் ஏற்பிகளுடன் தொடர்பு கொள்ளக்கூடிய மற்றும் சுற்றுச்சூழல் மற்றும் மனித ஆரோக்கியத்திற்கு குறிப்பிடத்தக்க அபாயங்களை ஏற்படுத்தக்கூடிய கட்டமைப்பு ரீதியாக வேறுபட்ட கலவைகள் ஆகும்.

லைட் சயின்ஸ் & அப்ளிகேஷனில் வெளியிடப்பட்ட ஒரு புதிய ஆய்வறிக்கையில், ஜினான் பல்கலைக்கழகத்தைச் சேர்ந்த பேராசிரியர் துவான் குவோ மற்றும் சிங்ஹுவா பல்கலைக்கழகத்தைச் சேர்ந்த டாக்டர் சியாஹோங் சோவ் தலைமையிலான ஃபோட்டானிக்ஸ் மற்றும் சுற்றுச்சூழல் விஞ்ஞானிகளின் குழு, ஈஸ்ட்ரோஜெனிக் நாளமில்லா சீர்குலைவுகளின் அதிக உணர்திறன் கண்டறிய எளிமையாக செயல்படுத்தக்கூடிய பிளாஸ்மோனிக் ஒளியிழை உயிரி உணர்வி தளத்தை உருவாக்கியது. இந்த தளம் தங்க-பூசப்பட்ட அதிக சாய்ந்த நார் ப்ராக் கீற்றணியை(Bragg grating) அடிப்படையாகக் கொண்டது. இது அதிக அடர்த்தி கொண்ட குறுகிய உறைப்பூச்சு முறை ஸ்பெக்ட்ரல் சீப்புகளை அதிக துல்லியமான விசாரணைக்காக மேற்பரப்பு பிளாஸ்மோனின் பரந்த உறிஞ்சுதலுடன் ஒன்றிணைக்கிறது. எனவே ஒளிவிலகல் குறியீட்டு மாற்றங்களின் தீவிர உணர்திறன் கண்காணிப்பை செயல்படுத்துகிறது. மாதிரியாக ஈஸ்ட்ரோஜன் ஏற்பிகளைப் பயன்படுத்துவதன் மூலம், அவை மூலக்கூறு இயக்கவியலின் உதவியுடன் ஒரு எஸ்ட்ராடியோல்-ஸ்ட்ரெப்டாவிடின் இணைப்பை வடிவமைக்கின்றன. ஈஸ்ட்ரோஜன் ஏற்பியால் சுற்றுச்சூழல் ஈஸ்ட்ரோஜன்களின் குறிப்பிட்ட அங்கீகாரத்தை புரதத்திற்கான மேற்பரப்பு அடிப்படையிலான இணைப்பு உயிரியலாக மாற்றுகிறது. தூண்டப்பட்ட பெருக்க உயிரி உணர்திறன் அணுகுமுறையுடன் கூடிய அல்ட்ராசென்சிட்டிவ் பிளாட்பார்ம் 1.5 ng l^-1 எஸ்ட்ராடியோல் சமமான செறிவு வரை EE களுக்கான அடுத்தடுத்த கண்டறிதலை செயல்படுத்துகிறது. இன்றுவரை அறிவிக்கப்பட்ட எந்த ஈஸ்ட்ரோஜன் ஏற்பிகள் அடிப்படையிலான கண்டறிதலுக்கும் கண்டறியும் வரம்பு மிகக் குறைவு.

மேலும், ஒளியிழை பிளாஸ்மோனிக் உயிரி உணர்வி சிறிய அளவு, நெகிழ்வான வடிவம் மற்றும் ரிமோட் ஆபரேஷன் திறன் ஆகியவை அல்ட்ராஹை உணர்திறன் கொண்ட மற்ற நாளமில்லா சீர்குலைவுகளைக் கண்டறிவதற்கான வழியைத் திறந்து பல்வேறு கடினமான இடங்களுக்குச் சென்று, அதன் மூலம் சுற்றுச்சூழல் மற்றும் சுகாதார கண்காணிப்பில் புரட்சியை ஏற்படுத்தும். எடுத்துக்காட்டாக, சுற்றுச்சூழல் நிலையை சரியான நேரத்தில் கண்காணிக்க மிகவும் விரும்பப்பட்ட தேவையை பூர்த்தி செய்யும், நாளமில்லா இடையூறுகளை தொடர்ச்சியாக கண்டறிவதில் உயிரி உணர்வியால் செயல்பட முடிகிறது. மறுபுறம் ஹைபோடெர்மிக் ஊசியுடன் ஒளியியல் உயிர் உணர்வியை(fiber biosensor) இணைப்பதன் மூலம், அதே அளவீடுகளை அனுமதிக்கும்.

References:

• Liu, L., Zhang, X., Zhu, Q., Li, K., Lu, Y., Zhou, X., & Guo, T. (2021). Ultrasensitive detection of endocrine disruptors via superfine plasmonic spectral combs. Light: Science & Applications, 10(1), 1-14.
• Hendry, E., Carpy, T., Johnston, J., Popland, M., Mikhaylovskiy, R. V., Lapthorn, A. J., … & Kadodwala, M. J. N. N. (2010). Ultrasensitive detection and characterization of biomolecules using superchiral fields. Nature nanotechnology, 5(11), 783-787.
• Cai, D., Ren, L., Zhao, H., Xu, C., Zhang, L., Yu, Y., … & Chiles, T. C. (2010). A molecular-imprint nanosensor for ultrasensitive detection of proteins. Nature nanotechnology, 5(8), 597-601.
• Song, S., Qin, Y., He, Y., Huang, Q., Fan, C., & Chen, H. Y. (2010). Functional nanoprobes for ultrasensitive detection of biomolecules. Chemical Society Reviews, 39(11), 4234-4243.