برای برطرف کردن نیاز به یک سیستم بزرگ دریافت‌اطلاعات برای تشخیص‌های کمی، محققان دانشگاه کالیفرنیا یک روش بازخوانی بینایی جدید ابداع کردند که از شیمی تجزیه و پردازش تصویر برای تعیین کمی مولکول‌های نوکلئیک اسید منفرد استفاده می‌کند و این کار می‌تواند توسط دوربین‌های گوشی‌همراه انجام گیرد.
به گزارش پایگاه خبری تحلیلی فناوری و نوآوری،
محققان به تازگی موفق به ابداع یک روش جدید شدند که با استفاده از یک
تراشه می‌توانند نتایج آزمایشگاهی را تفسیر کنند. در این کار تحقیقاتی،
محققان از یک فناوری میکروسیالی که SlipChip نامیده می‌شود، استفاده
می‌کنند. این تراشه چندین سال قبل در آزمایشگاه ایسماگیلوف، استاد دانشگاه
کالیفرنیا ساخته شده است. SlipChip به عنوان یک تراشه آزمایشگاه روی تراشه
عمل می‌کند و می‌تواند برای تعیین کمی غلظت‌های مولکول‌های منفرد استفاده
شود.
نتایج این روش بازخوانی بصری در مجله ACS Nano معرفی شده است.
هر SlipChip یک برنامه پیچیده برای مولکول‌های منفرد جداشده همچون DNA یا RNA به همراه واکنش‌دهنده‌های موجود در چاله‌های نانولیتری، کدگذاری می‌کند. این برنامه همچنین واکنش‌های پیچیده در هر چاله را کنترل می‌کند: تراشه از دو صفحه تشکیل شده است که نسبت به یکدیگر حرکت می‌کنند (یا می‌لغزند). با هر لغزش، صدها و حتی هزاران چاله کوچک با یکدیگر ادغام می‌شوند و یا از هم جدا می‌شوند، همچنین با این حرکت، واکنش‌دهنده‌ها و مولکول‌ها با یکدیگر تماس برقرار می‌کنند و یا اینکه از یکدیگر جدا می‌شوند. معماری تراشه به گونه‌‌ای است که به کاربر این امکان را می‌دهد که به طور کامل بر روی این واکنش‌های شیمیایی کنترل داشته باشد و بتواند از آلودگی جلوگیری کند.
روش جدید بازخوانی بصری بر اساس فناوری SlipChip است. معرف‌های شیمیایی ویژه‌ای درون چاله‌های ابزار SlipChip با یکدیگر ادغام می‌شوند. بعد از یک واکنش تقویت نوکلئیک اسیدی، رنگ چاله‌ها براساس اینکه واکنش مثبت است یا منفی، تغییر می‌کند. برای مثال اگر یک SlipChip برای شمارش مولکول‌های RNA ویروس هپاتیت C استفاده شود، یک چاله شامل مولکول RNA که در طول واکنش تقویت می‌شود، به رنگ آبی تغییر رنگ می‌دهد اما یک چاله که فاقد مولکول RNA است به صورت بنفش باقی می‌ماند.
برای بازخوانی نتیجه، کاربر به‌سادگی با استفاده از دوربین گوشی‌همراه از کل SlipChip عکس می‌گیرد. در ادامه این تصویر پردازش می‌شود که رنگ‌های شناسایی شده با حسگر دوربین را به یک بازخوانی واضح از مثبت‌ها و منفی‌ها تبدیل می‌کند.
در فناوری‌های SlipChip قدیمی از یک ماده شیمیایی استفاده می‌شد که وقتی یک واکنش شیمیایی درون چاله رخ می‌‌داد، فلورسنس نشر می‌کرد، اما این بازخوانی‌ها برای تشخیص توسط یک دوربین ساده گوشی‌همراه بسیار ضعیف هستند و یا اینکه نیازمند یک شرایط نورپردازی ویژه هستند. این روش جدید شامل راهنمایی‌هایی برای انتخاب معرف‌هاست به‌گونه‌ای که تغییر رنگ حاصل سازگار با حساسیت رنگی دوربین گوشی‌همراه است و پردازش نیاز کاربر به تمایز رنگ‌ها به‌صورت بصری را مرتفع می‌سازد.
خسوس محقق پست‌دکتری در مهندسی شیمی و یکی از دو نویسنده اول مقاله می‌گوید:« فرایند بازخوانی که ما آن را ارائه دادیم، قابل استفاده توسط هر گونه دوربین گوشی‌همراه است. این روش بسیار سریع و خودکار است که نیاز به هیچ‌گونه شمارش یا دخالت بینایی نیست و بنابراین همه افراد (حتی افراد نابینا) می‌توانند نتایج را بخوانند. این مزیت باعث شده است تا روش بازخوانی بصری ما برای ادغام با دیگر ابزارهای مورد استفاده در بخش‌های مختلف همچون بخش‌های مراقبتی در مناطق محروم استفاده شوند.»
نتایج این روش بازخوانی بصری در مجله ACS Nano معرفی شده است.
هر SlipChip یک برنامه پیچیده برای مولکول‌های منفرد جداشده همچون DNA یا RNA به همراه واکنش‌دهنده‌های موجود در چاله‌های نانولیتری، کدگذاری می‌کند. این برنامه همچنین واکنش‌های پیچیده در هر چاله را کنترل می‌کند: تراشه از دو صفحه تشکیل شده است که نسبت به یکدیگر حرکت می‌کنند (یا می‌لغزند). با هر لغزش، صدها و حتی هزاران چاله کوچک با یکدیگر ادغام می‌شوند و یا از هم جدا می‌شوند، همچنین با این حرکت، واکنش‌دهنده‌ها و مولکول‌ها با یکدیگر تماس برقرار می‌کنند و یا اینکه از یکدیگر جدا می‌شوند. معماری تراشه به گونه‌‌ای است که به کاربر این امکان را می‌دهد که به طور کامل بر روی این واکنش‌های شیمیایی کنترل داشته باشد و بتواند از آلودگی جلوگیری کند.
روش جدید بازخوانی بصری بر اساس فناوری SlipChip است. معرف‌های شیمیایی ویژه‌ای درون چاله‌های ابزار SlipChip با یکدیگر ادغام می‌شوند. بعد از یک واکنش تقویت نوکلئیک اسیدی، رنگ چاله‌ها براساس اینکه واکنش مثبت است یا منفی، تغییر می‌کند. برای مثال اگر یک SlipChip برای شمارش مولکول‌های RNA ویروس هپاتیت C استفاده شود، یک چاله شامل مولکول RNA که در طول واکنش تقویت می‌شود، به رنگ آبی تغییر رنگ می‌دهد اما یک چاله که فاقد مولکول RNA است به صورت بنفش باقی می‌ماند.
برای بازخوانی نتیجه، کاربر به‌سادگی با استفاده از دوربین گوشی‌همراه از کل SlipChip عکس می‌گیرد. در ادامه این تصویر پردازش می‌شود که رنگ‌های شناسایی شده با حسگر دوربین را به یک بازخوانی واضح از مثبت‌ها و منفی‌ها تبدیل می‌کند.
در فناوری‌های SlipChip قدیمی از یک ماده شیمیایی استفاده می‌شد که وقتی یک واکنش شیمیایی درون چاله رخ می‌‌داد، فلورسنس نشر می‌کرد، اما این بازخوانی‌ها برای تشخیص توسط یک دوربین ساده گوشی‌همراه بسیار ضعیف هستند و یا اینکه نیازمند یک شرایط نورپردازی ویژه هستند. این روش جدید شامل راهنمایی‌هایی برای انتخاب معرف‌هاست به‌گونه‌ای که تغییر رنگ حاصل سازگار با حساسیت رنگی دوربین گوشی‌همراه است و پردازش نیاز کاربر به تمایز رنگ‌ها به‌صورت بصری را مرتفع می‌سازد.
خسوس محقق پست‌دکتری در مهندسی شیمی و یکی از دو نویسنده اول مقاله می‌گوید:« فرایند بازخوانی که ما آن را ارائه دادیم، قابل استفاده توسط هر گونه دوربین گوشی‌همراه است. این روش بسیار سریع و خودکار است که نیاز به هیچ‌گونه شمارش یا دخالت بینایی نیست و بنابراین همه افراد (حتی افراد نابینا) می‌توانند نتایج را بخوانند. این مزیت باعث شده است تا روش بازخوانی بصری ما برای ادغام با دیگر ابزارهای مورد استفاده در بخش‌های مختلف همچون بخش‌های مراقبتی در مناطق محروم استفاده شوند.»
