ทีมนักวิจัยในสหรัฐฯ ได้พัฒนาเซ็นเซอร์นาโนอิเล็กทรอนิกส์ที่เป็นนวัตกรรมใหม่ที่ตรวจวัดกิจกรรมทางไฟฟ้าและเชิงกลในเซลล์หัวใจได้พร้อมกัน ซึ่งเป็นการปูทางไปสู่การปรับปรุงแนวทางการศึกษาโรคหัวใจ การทดสอบยา และเวชศาสตร์ฟื้นฟู ดังนั้นเซ็นเซอร์ทำงานอย่างไร? อะไรคือข้อได้เปรียบที่สำคัญเหนือแนวทางที่มีอยู่? และขั้นตอนต่อไปสำหรับทีมวิจัยคืออะไร? เซ็นเซอร์นาโนอิเล็กทรอนิกส์
โรคหัวใจ
ยังคงดื้อรั้นอยู่ในอันดับต้น ๆ ของรายการสาเหตุการตายของมนุษย์ และความสนใจในการศึกษาโรคเหล่านี้ยังคงมีความสำคัญเป็นอันดับแรกในชุมชนวิทยาศาสตร์ ในระหว่างการศึกษาดังกล่าว โดยทั่วไปจะสะดวกกว่ามากในการใช้ เนื้อเยื่อ ในหลอดทดลองที่อยู่นอกร่างกายมนุษย์ และเพื่อให้สามารถ
ตรวจสอบสถานะของเนื้อเยื่อได้อย่างต่อเนื่องโดยมีการหยุดชะงักน้อยที่สุดในความพยายามที่จะเพิ่มประสิทธิภาพกระบวนการดังกล่าว นักวิจัยจากมหาวิทยาลัยแมสซาชูเซตส์ แอมเฮิร์สต์และมหาวิทยาลัยมิสซูรีได้สร้างเซ็นเซอร์นาโนอิเล็กทรอนิกส์ขนาดเล็ก ซึ่งมีขนาดเล็กกว่าเซลล์เดียวมาก
ซึ่งสามารถวัดการตอบสนองของเซลล์ไฟฟ้าและเชิงกลในเนื้อเยื่อหัวใจได้พร้อมกัน และทำในลักษณะที่เซลล์หรือเนื้อเยื่อที่กำลังตรวจสอบไม่ “รู้สึก” ว่ามีสิ่งใดแปลกปลอมเสียบเข้าไปเนื่องจากการตอบสนองทางไฟฟ้าและทางกลจากเซลล์มีความสัมพันธ์กันอย่างซับซ้อน ผ่านกระบวนการเชื่อมต่อแบบกระตุ้น
การหดตัว การวัดพร้อมกันจึงมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการระบุกลไกทางสรีรวิทยาและพยาธิสภาพหัวหน้าทีมอธิบายว่าเซ็นเซอร์ที่มีอยู่สามารถตรวจจับได้เฉพาะกิจกรรมทางไฟฟ้าหรือเชิงกลในเนื้อเยื่อหัวใจหรือเซลล์เท่านั้น “เราจำเป็นต้องตรวจจับสัญญาณทั้งสองพร้อมกันเพื่อตรวจสอบสถานะ
ของเนื้อเยื่อได้ดีขึ้นและเปิดเผยข้อมูลกลไกเพิ่มเติม” เขากล่าว นาโนเซ็นเซอร์ใหม่ทำจากวัสดุอนินทรีย์หรือสารอินทรีย์ที่ผ่านการทดสอบอย่างเข้มงวดเพื่อให้แน่ใจว่ามีความเข้ากันได้ทางชีวภาพ เซ็นเซอร์ประกอบด้วยสายนาโนซิลิคอนของเซมิคอนดักเตอร์ที่แขวนลอยอยู่ ซึ่งมีขนาดเล็กกว่าเซลล์ 100 เท่า
และไม่เป็นพิษ
ต่อเซลล์ “ลองนึกภาพว่ามันเป็นเชือกแขวนเส้นเล็กๆ ถ้าคุณดึง มันจะรู้สึกถึงความเครียด” เหยาอธิบาย “นั่นเป็นวิธีที่สามารถตรวจจับสัญญาณกลไกจากเซลล์ ในขณะเดียวกัน ลองนึกภาพว่ามันเป็นสายนำไฟฟ้า หมายความว่ามันสามารถตรวจจับสัญญาณไฟฟ้าจากเซลล์ได้ด้วย”
ขั้นตอนถัดไป จากข้อมูลของเหยา นาโนเซนเซอร์ในปัจจุบันถูกประดิษฐ์ขึ้นบนซับสเตรตที่มีฐานเป็นไบโอชิปแบบเรียบ โดยมีเซลล์หัวใจเพาะเลี้ยงอยู่ด้านบน อย่างไรก็ตาม ในอนาคต มีความเป็นไปได้ที่พวกมันอาจถูกฝังเข้าไปในเนื้อเยื่อในการกระจายแบบ 3 มิติ “เซ็นเซอร์สามารถวางไว้ในแบบจำลองเนื้อเยื่อ
นอกร่างกาย ซึ่งสามารถใช้ทดสอบตัวแปรสำคัญ เช่น ผลกระทบของยา ดังนั้นเซ็นเซอร์จึงให้ข้อเสนอแนะเกี่ยวกับผลกระทบของยาต่อเนื้อเยื่อหัวใจหรือเซลล์” เหยาอธิบาย “เนื้อเยื่อหัวใจถูกขับเคลื่อนโดยกลไกที่เรียกว่าการกระตุ้น-การหดตัว ซึ่งเดิมเป็นกระบวนการทางไฟฟ้าและส่วนหลังเป็นกระบวนการ
เมื่อมองไปข้างหน้า เหยาเปิดเผยว่ายังมีความเป็นไปได้ที่เซ็นเซอร์จะรวมเข้ากับสิ่งที่เขาอธิบายว่าเป็น “สารตั้งต้นที่ส่งมอบได้” เพื่อให้สามารถติดบนหัวใจที่มีชีวิตสำหรับการตรวจสุขภาพและการวินิจฉัยโรคในระยะแรก“นี่อาจฟังดูน่ากลัว แต่ลองจินตนาการว่าทุกอย่างเล็กจนไม่ก่อกวนหัวใจ” เขากล่าว
“ขั้นตอนต่อไป
คือเราจะแปลการรวม ระนาบปัจจุบันเป็นการรวม 3 มิติ เพื่อให้เซ็นเซอร์เข้าถึงเซลล์ในพื้นที่ 3 มิติ วิธีที่เป็นไปได้คือการรวมเซ็นเซอร์เหล่านี้เข้ากับโครงสร้างเนื้อเยื่ออ่อนที่มีรูพรุนซึ่งสามารถฝังอยู่ในเนื้อเยื่อ 3 มิติได้ตามธรรมชาติ”เชิงกล และเราจำเป็นต้องตรวจสอบทั้งสองอย่าง
การพูดคุยของเขากับหอประชุมที่มีผู้คนแน่นขนัดเกิดขึ้นเพียง 16 ชั่วโมงหลังจากเปิดม่านเสร็จ แม้ว่าพวกเราที่ใช้ CMS จะยังคงไม่รู้ว่า ATLAS ตรวจพบอะไรกันแน่ แต่ในไม่ช้า เราก็จะพบว่าข้อมูลของพวกเขาแสดงให้เห็นอะไร ห้องที่เกิดเหตุในวันประวัติศาสตร์ 4 กรกฎาคม 2555 เวลา 6.15 น.
หลังจากหลับไปไม่กี่ชั่วโมง ฉันก็นั่งรถรางกลับไปที่เซิร์น ขณะที่ฉันเดินไปตามทางเดินไปยังหอประชุมใหญ่ ฉันรู้สึกประหลาดใจที่เห็นคนต่อคิวยาวเหยียดอยู่นอกทางเข้า โดยที่นักเรียนผู้กล้าได้กล้าเสียที่ฉันเห็นเมื่อคืนก่อนยังคงถือหางเสือเรืออยู่ คิวยาวจากทางเข้าหอประชุมไปยังท่าเทียบเรือและลงบันได
มันเดินผ่านที่ทำการไปรษณีย์ ธนาคาร และแผงขายอาหารเข้าไปในร้านอาหาร 1 ของเซิร์น; มันเดินต่อไปจนถึงเครื่องชงกาแฟในปีกที่ชี้ไปทางเทือกเขาแอลป์ และเดินต่อไป ออกจากร้านอาหารด้วยที่นั่งหลักที่ด้านหน้าของหอประชุมซึ่งสงวนไว้สำหรับนักวิจัยอาวุโสและผู้มีเกียรติแล้ว
จึงมีคนจำนวนมากพอที่จะต่อคิวเพื่อเติมเต็มพื้นที่ที่มีอยู่หลายต่อหลายครั้ง แม้จะรู้ว่าพวกเขาจะไม่มีทางเข้าไปได้ แต่ผู้ที่เข้าคิวก็มีรอยยิ้มที่สดใสบนใบหน้าของพวกเขา ในที่สุด มีเพียงไม่กี่คนเท่านั้นที่สามารถเข้าไปในหอประชุมได้ และฝูงชนที่รวมตัวกันต้องแยกย้ายกันไปที่ห้องประชุมหลายห้องที่กระจาย
อยู่ทั่วห้องปฏิบัติการ ซึ่งการแสดงจากหอประชุมหลักจะต้องฉายสดในช่วงหลายปีที่ผ่านมา หอประชุมหลักของ CERN ได้กลายเป็นสถานที่สำหรับการพูดคุยและคำปราศรัยทางวิทยาศาสตร์ที่มีชื่อเสียงมากมาย แต่มันกำลังจะได้เห็นบางสิ่งที่ไม่เคยเห็นมาก่อนในประวัติศาสตร์ของฟิสิกส์ของอนุภาค
ผู้คนหลายแสนคนจากทั่วทุกมุมโลกรอชมการสัมมนาทางเทคนิคทางเทคนิค ความตั้งใจเดิมคือการอัปเดตจาก ATLAS และ CMS เพื่อจัดส่งในการประชุมนานาชาติด้านฟิสิกส์พลังงานสูง (ICHEP) ที่จัดขึ้นทุกสองปีซึ่งจัดขึ้นที่เมืองเมลเบิร์น ประเทศออสเตรเลียในปีนั้น แต่ CERN
แนะนำ ufaslot888g
