قوانغتشو - قام باحثون من جامعة صن يات صن وشركاء متعاونون بتلخيص التقدم الأخير في أجهزة الاستشعار الكهروكيميائية القابلة للارتداء القائمة على الأبتامرات في ورقة مراجعة. يوضح الاستعراض، المنشور في Microsystems & Nanoengineering (DOI: 10.1038/s41378-025-00993-5)، كيف تتيح الأبتامرات القصيرة الاصطناعية من الحمض النووي أو الحمض النووي الريبوزي كعناصر ربط مستقرة وقابلة للعكس المراقبة المستمرة وغير الغازية للمؤشرات الحيوية من العرق، السائل الخلالي أو إفرازات الجروح.
يعتمد الكشف التقليدي عن المؤشرات الحيوية في الغالب على سحب الدم الوريدي والتحليل المخبري - وهو أمر غازي ويستغرق وقتًا طويلاً وغير مناسب للمراقبة المستمرة. غالبًا ما تستخدم أجهزة الاستشعار القابلة للارتداء الحالية الأجسام المضادة أو الإنزيمات، ولكنها غير مناسبة للاستخدام طويل الأمد بسبب استقرارها المحدود والربط غير القابل للعكس. في المقابل، توفر الأبتامرات - وهي خيوط مفردة من الأحماض النووية تم اختيارها في المختبر - استقرارًا كيميائيًا عاليًا، وحركية ربط قابلة للتعديل، واكتشافًا قابلاً للعكس للهدف.
يصف المؤلفون استراتيجيات لدمج الأبتامرات في منصات كهروكيميائية مرنة: يتم تثبيت الأبتامرات على أسطح الأقطاب الكهربائية من خلال ربط الذهب بالثيول، أو الاقتران التساهمي، أو تفاعلات البيوتين والستربتافيدين. يعتمد توليد الإشارة على مناهج تعتمد على المعاوقة أو مجسات الأكسدة والاختزال، حيث تقوم الجزيئات النشطة كهربائيًا الموسومة بالأبتامرات (مثل الميثيلين الأزرق، الفيرروسين) بتحويل تغييرات الربط المعتمدة على التكوين إلى إشارات كهربائية.
تشمل أمثلة التطبيقات:
- أجهزة استشعار العرق غير الغازية لمراقبة الكورتيزول والإستراديول،
- ضمادات جروح مرنة للكشف عن العلامات المحفزة للالتهاب و العدوى البكتيرية،
- رقع إبر دقيقة قليلة الغزو لقياس مستمر للأدوية والهرمونات في السائل الخلالي.
تتميز أجهزة الاستشعار بحساسية عالية وأوقات استجابة سريعة وقابلية للتجديد. "تمثل أجهزة الاستشعار الكهروكيميائية القابلة للارتداء القائمة على الأبتامرات خطوة مهمة نحو المراقبة الصحية المستمرة حقًا"، يؤكد المؤلفون. "يحل ربطها القابل للعكس واستقرارها الممتاز مشاكل طويلة الأمد لأجهزة الاستشعار القائمة على الأجسام المضادة."
تفتح هذه التقنية آفاقًا واسعة لإدارة الأمراض المزمنة، والمراقبة العلاجية للأدوية، و الطب الشخصي، والتشخيص المنزلي. يمكن للتطورات المستقبلية مع معالجة البيانات والاتصالات اللاسلكية واكتشاف المؤشرات الحيوية المتعددة أن تزيد من الأهمية السريرية.
تم دعم العمل من قبل المؤسسة الوطنية الصينية للعلوم الطبيعية في الصين، ومؤسسة قوانغدونغ للبحث الأساسي والتطبيقي، وبرنامج العلوم والتكنولوجيا في قوانغتشو، وبرنامج شنتشن للعلوم والتكنولوجيا، ومؤسسة الصين للعلوم لما بعد الدكتوراه، بالإضافة إلى تمويل من جامعة صن يات صن والمختبر الوطني الرئيسي لتكنولوجيا وأنظمة المزارع الذكية.
المنشور الأصلي:
Microsystems & Nanoengineering (2025)
DOI: 10.1038/s41378-025-00993-5
https://doi.org/10.1038/s41378-025-00993-5
