پزشکی بالینی

محققان موسسه فناوری ماساچوست (MIT) یک حسگر مبتنی بر پروتئین تولید کرده‌اند که می‌تواند یک توالی خاص دی‌ان‌ای را در یک سلول شناسایی کرده و سپس باعث واکنش ویژه‌ای مانند مرگ سلول شود. محققان مدعی هستند که این سیستم را می‌توان برای شناسایی هر نوع توالی دی‌ان‌ای در یک سلول پستاندار، اصلاح کرده و سپس یک واکنش خاص مانند کشتن سلول‌های سرطانی یا سلول‌های آلوده به ویروس را امکان‌پذیر کرد. این فناوری بر اساس گونه‌ای از پروتئین‌های متصل شونده به دی‌ان‌ای موسوم به انگشتان زینک است. این پروتئین‌ها می‌توانند برای شناسایی هر نوع توالی دی‌ان‌ای طراحی شوند.
محققان برای ساخت این سیستم جدید، باید قابلیت اتصال به دی‌ان‌ای انگشتان زینک را با یک پیامد – فعال کردن یک پروتئین فلورسنت برای نمایش حضور دی‌ان‌ای مئورد نظر یا ایجاد فعالیت دیگری در داخل سلول- مرتبط می‌کردند. آن‌ها توانستند با استفاده از پروتئینی موسوم به «intein» توانستند این امر را محقق کنند. این پروتئین کوتاه می‌تواند درون یک پروتئین بزرگتر قرار گرفته و به دو قطعه تقسیم شود.
محققان MIT همچنین این سیستم را با مرتبط کردن شناسایی دی‌ان‌ای با تولید آنزیمی موسوم به NTR، برای کشتن سلول‌ها مورد استفاده قرار دادند. آن‌ها اکنون این سیستم را برای شناسایی ویروس نهفته اچ‌آی‌وی که حتی بعد از درمان نیز در برخی سلول‌های آلوده، نهفته می‌مانند،‌ سازگار کرده‌اند. یادگیری بیشتر در مورد چنین ویروس‌هایی می‌تواند به دانشمندان در شناسایی روش‌هایی برای حذف کامل آن‌ها کمک کند. یافته‌های این تحقیق در مجله Nature Methods منتشر شده است.

مهندسان در امریکا نوعی مانیتور چسبی به نام Moxy ارائه داده‌اند که به ورزشکاران دریچه جدیدی برای نظارت بر عملکرد بدنشان حین تمرینات ورزشی ارائه می‌دهد. این سیستم سطوح اکسیژن موجود در عضلات ورزشکاران را به صورت فوری رهگیری کرده و اطلاعات دریافتی را به همراه داده‌های سلامتی در برنامه نرم‌افزاری و تلفن همراه آن‌ها نمایش می‌دهد. 
مانیتور Moxy که توسط شرکت طراحی Fortiori ارائه شده، جعبه مشکی کوچکی است که می‌توان ‌آن را بر روی پوست پوشید. این سامانه دارای ابعاد 6.1*4.4*2.1 سانتی‌متر است و در تماس با پوست، آرایه‌ای از آشکارسازهای نوری و ال‌ا‌ی‌دی، نور نزدیک مادون قرمز را از میان پوست به بافت عضله انتقال داده تا خوانش‌هایی از سطوح اکسیژن خون انجام دهند. نور مادون‌قرمز برای انجام این هدف کارآمد است، زیرا خون غنی از اکسیژن، نور مادون‌قرمز بیشتری جذب می‌کند. استفاده از آشکارسازها برای تحلیل نور موجود می‌تواند نشان‌دهنده چگونگی اکسیژن‌رسانی به خون باشد.  
با این حال، این سامانه برای ورزشکاران و سلامتی آن‌ها طراحی شده و طیف گسترده‌ای از ورزشکاران، از موتورسیکلت‌سواران گرفته تا بازیکنان راگبی می‌توانند از آن استفاده کنند. این فناوری حتی در ورزش‌های آبی قابل استفاده است. وزن این مانیتور 40 گرم است و از آنتن‌های رادیویی برای به اشتراک‌گذاشتن داده‌ها با ابزار دیگر استفاده می‌کند.  
فرآیند شارژ Moxy حدود 90 دقیقه طول می‌کشد و گفته می‌شود باتری لیتیم پلیمری آن برای دست کم سه ساعت کار می‌کند. نوعی پورت میکرو یو‌اس‌بی نیز امکان شارژشدن و بازیابی داده‌هایی را می‌دهد که نمی‌توانند توسط سیگنال‌های رادیویی به اشتراک گذاشته شوند.

پژوهشگران دانشگاه ساندیگو موفق به ساخت حسگر لایه‌نازکی شدند که می‌تواند بدون ایجاد درد و خارش روی پوست دست چسبیده و سطح گلوکز خون را رصد کند. این حسگر لایه‌نازک بسیار منعطف بوده و همانند یک برچسب روی سطح پوست قرار می‌گیرد. این حسگر می‌تواند درد ناشی از سوراخ شدن پوست در حین آزمایش خون برای سنجش سطح کلوگز را حذف کند. 
 محققان این طرح می‌گویند که میلیون‌ها نفر در سراسر جهان از بیماری دیابت رنج می‌برند. برخی از این بیماران مجبور هستند تا به صورت مداوم سطح قند خون را آزمایش کنند تا بتوانند بیماری را مدیریت کنند. برای انجام آزمایش قند خون، باید با یک سوزن نوک انگشت را سوراخ کرد که بسیار دردناک است. این مشکل موجب شده تا عده‌ای از انجام آزمایش خون به صورت مداوم صرف‌نظر کنند. حسگری نیز به صورت باند وجود دارد که دور مچ دست قرار می‌گیرد که موجب خارش می‌شود. 
 از این رو محققان به دنبال ابزاری قابل پوشیدن بودند تا بتواند بدون ایجاد خارش، سطح گلوکز خون را اندازه‌گیری کند. این حسگر جدید می‌تواند سیالات زیرپوست را مورد کاوش قرار داده و با استفاده از زیست‌حسگری الکتروشیمیایی مقدار قند خون را مشخص کند. نتایج آزمایش‌های انجام شده روی چند داوطلب نشان داده است که دقت این روش بسیار بالا است. نتایج این پژوهش در نشریه Analytical Chemistry منتشر شده است.  

پژوهشگران کره‌ای با استفاده از نانوساختارهای گرافنی موفق به ساخت زیست حسگری برای شناسایی بیماری پارکینسون شدند. حساسیت این حسگر به حدی است که می‌توان بیماری را در مراحل اولیه شناسایی کرد. طی سال‌های اخیر محققان روی ساخت فوم‌های گرافنی کار کرده‌اند تا با استفاده از آن این ساختارهای سه بعدی را در دستگاه‌های الکترونیکی، حسگرها و پوشش‌های ضد آب استفاده کنند. از آنجایی که فوم‌های گرافنی دارای تخلخل نزدیک به صد درصدی هستند، می‌توان از آنها به‌عنوان داربست استفاده کرد. اخیرا محققان مرکز فیزیک نانوساختارهای متجمع از جنس اکسید روی را در این ساختار فومی شکل، رشد دادند تا زیست حسگرهایی با حساسیت بالا تولید کنند. محققان دانشگاه سونگ کیونکوان در کره‌جنوبی نانوزیست حسگری برای شناسایی انتخابی اسید اوریک، دوپامین و اسید اسکوربیک ساختند که برای شناسایی این ترکیبات از روش ولتامتری پالسی استفاده می‌کنند.
نتایج این پژوهش در قالب مقاله‌ای با عنوان "ZnO Nanowire Arrays on 3D Hierarchical Graphene Foam: Biomarker Detection of Parkinson’s Disease" در نشریه ACS Nano به چاپ رسیده است. این نانوزیست حسگر می‌تواند اسید اوریک را در مقیاس‌هایی شناسایی کند که امکان تشخیص بیماری پارکینسون فراهم شود. لی از محققان این پروژه می‌گوید: افزایش غیرعادی سطح اسید اوریک می‌تواند نشان‌دهنده بیماری‌های مختلف باشد که پارکینسون یکی از این بیماری‌ها است. دوپامین نیز یکی از ترکیبات اصلی در سیستم عصبی پستانداران است. کاهش سطح این ماده می‌تواند نشان‌دهنده بیماری‌هایی نظیر شیزوفرنی باشد. اسید اسکوربیک نیز یکی از ویتامین‌های مهم بدن است که به‌عنوان آنتی اکسیدان شناخته می‌شود.
در حال حاضر برای شناسایی پارکینسون باید آزمایش‌های متعددی توسط بیمار انجام شود که برخی از آنها دقت کافی ندارند. بنابراین، این نانوزیست حسگر جدید می‌تواند گام موثری را در شناسایی ساده و زودهنگام این بیماری باشد که این کار فرآیند درمان را اثربخش‌تر می‌کند. پژوهشگران معتقدند که از این روش می‌توان برای ساخت حسگر شناسایی بیماری‌هایی نظیر سرطان استفاده کرد؛ البته چالش‌هایی نیز در این مسیر وجود دارد. 

محققان آمریکایی تراشه سیلیکونی بسیار کوچکی طراحی کرده‌اند که تصاویر سه‌بعدی لحظه‌ای از درون قلب و عروق کرونر تهیه می‌کند. انسداد عروق قلب سالانه باعث مرگ هزاران نفر در سراسر جهان می‌شود؛ محققان موسسه فناوری جورجیا دستگاه کوچکی طراحی کرده‌اند که به پاکسازی عروق بدون نیاز به جراحی کمک می‌کند. این تراشه سیلیکونی 1.4 میلیمتری اقدام به تهیه تصاویر لحظه ای از درون قلب، عروق کرونر و عروق خونی اطراف می‌کند.
با استفاده از تصویربرداری حجمی (volumetric imaging) پزشک قادر به رفع انسداد عروق بدون نیاز به انجام عمل جراحی سنگین خواهد بود. تراشه سیلیکونی یک دستگاه کوچک مبتنی بر کاتتر قلب است که با فناوری CMOS‌ - حسگر پیکسل فعال در دوربین‌ تلفن همراه یا وب کم – ساخته می‌شود. در این دستگاه کوچک از مبدل‌های فراصوت برای پردازش سیگنال‌ها بصورت مستقیم استفاده می‌شود که امکان انتقال داده‌ها با کمک 13 کابل کوچک را فراهم می‌کند؛ در این حالت تراشه درون عروق خونی براحتی حرکت کرده و تصاویر سه‌بعدی لحظه‌ای ارائه می‌کند.

محققان موسسه فناوری ماساچوست (MIT)، نخستین حسگر مبتنی بر نانولوله‌های کربنی با قابلیت استفاده در بدن را تولید کردند. این حسگر را می‌توان به درون جریان خون تزریق کرد و هم می‌توان آن را زیر پوست قرار داد تا مولکول‌هایی نظیر اکسید نیتروژن را درجا شناسایی کند. نانولوله‌های کربنی ترکیبات توخالی استوانه‌ای شکل بوده که برای ساخت زیست‌حسگرها گزینه مناسبی هستند. یکی از مزیت‌های نانولوله برای استفاده در حسگری آن است که این ترکیبات در صورت قرار گرفتن در معرض تابش مادون قرمز نزدیک، تابش فلورسانس دارند. این درحالی است که بافت‌های زیستی و سیالات جاری در بدن در این محدوده طول موج کاملا شفاف هستند.
در مطالعات پیشین، این گروه تحقیقاتی به رهبری مایکل استرانو و نیکول ایورسون دریافته بودند که نانولوله‌های کربنی می‌توانند اکسید نیتروژن (NO) را شناسایی کنند، این درصورتی است که نانولوله‌ها توسط رشته‌های دی ان ای با توالی ویژه محاط شده باشند. به محض اتصال اکسید نیتروژن به دی ان ای موجود در سطخ نانولوله، سیگنال فلورسانس نانولوله تغییر کرده که با استفاده از آن می‌توان حضور اکسید نیتروژن را شناسایی کرد. اکسید نیتروژن در بدن نقش مهمی دارد، زیرا این ماده انتقال دهنده پیام‌های عصببی بوده و در سیستم ایمنی بدن نقش مهمی دارد. کاری که این گروه تحقیقاتی اخیرا انجام داده این است که نانولوله‌ها را به نحوی اصلاح کردند که می‌توان از آن درون بدن استفاده کرد. 
اولین مزیت این زیست‌حسگر جدید آن است که می‌توان آن را به درون جریان وارد کرد، از آنجایی که سطح نانولوله‌ها با پلی‌اتیلن گلیکول پوشیده شده بنابراین به هم نخواهند چسبید. این گروه نانولوله‌های کربنی را درون ژل آلژنات – نوعی پلیمر به‌دست آمده از جلبک‌ها- قرار دادند و زیست‌حسگر دیگری ساختند. سپس این حسگر را زیر پوست حیوانات مختلف قرار دادند. با تغییر تابش فلورسانس، محققان موفق شدند تا مقدار اکسید نیتروژن را در بدن این حیوانات شناسایی کنند. این حسگر قادر است 400 روز در بدن سالم بماند و در تمام این مدت وظیفه خود را به طور صحیح انجام دهد. از این حسگر می‌توان برای شناسایی برخی سرطان‌ها نیز استفاده کرد. از آنجایی که این حسگر تاثیر منفی روی بدن ندارد، بنابراین می‌توان به کررات آن را به بدن وارد کرد.

يک تحقيق جديد توضيح مي‌دهد که چگونه يک حس‌گر که براي بيش از يک سال زير پوست جاسازي مي‌شود، قادر است التهاب موجود در بدن را رديابي کرده و نيتريک اکسيد را تشخيص دهد؛ ملکولي که سطوح مختل شده آن در حضور بعضي از انواع سرطان ديده مي‌شود. اين نتايج در نشريه Nature Nanotechnology به چاپ رسيده است. در اين تحقيق که به همت دانشمندان موسسه تکنولوژي ماساچوست (MIT) آمريکا انجام شده، حسگري از جنس نانوتيوب‌هاي کربن ساخته شده که شايد بتواند تغيير يافته و ديگر ملکول‌ها را مانند گلوکز نيز رديابي کند و به اين ترتيب در پايش بيماران ديابتي کمک کننده باشد. براساس نظر نويسندگان اين مقاله، اکسيد نيتريک يک ملکول سيگنال دهنده مهم درون سلول‌هاي زنده است که پيام‌ها را ميان مغز و عملکردهاي سيستم ايمني رد و بدل مي‌کند. در بعضي از سلول‌هاي سرطاني، سطح اکسيد نيتريک مختل شده که هنوز مکانيسم دخيل در اين امر مبهم و ناشناخته است. براي درک بهتر از اين پروسه، محققان نانوتيوب‌هايي را ابداع کرده‌اند که سيلندرهايي توخالي به ضخامت 1 نانومتر بوده و از جنس کربن هستند. نانوتيوب‌هاي کربن فلورسنس طبيعي دارند و وقتي ملکول‌ها به آن چسبانده مي‌شوند تا به محل مشخصي برسند، اين تيوب‌ها براق شده و مي‌درخشند. پژوهش‌هاي قبلي اين تيم تحقيقاتي حاکي از آن است که نانوتيب‌هاي کربن وقتي با DNA اي که داراي توالي مشخصي است، پوشيده شود، اين توانايي را دارند که اکسيد نيتريک را رديابي کنند، اما در اين مطالعه محققان نانوتيوب‌هايي را ابداع کرده‌اند که در دو حسگر مجزا به کار گرفته مي‌شوند. اولين حسگر، به داخل جريان خون تزريق شده و پايش کوتاه‌مدتي را امکان‌پذير مي‌کند. بدين منظور Iverson به پلي‌اتيلن گليکول متصل شده و به مانيتور مي‌چسبد تا آن را قابل تزريق کند. پلي‌اتيلن گليکول از لخته شدن خون جلوگيري مي‌کند.
وقتي اين حسگر به داخل جريان خون موش تزريق شد، توانست از ريه‌ها و قلب عبور کرده و داخل کبد جمع شوند، بدون آنکه آسيبي به اعضا برساند. زماني که داخل کبد گرد هم آمدند، قادر بودند که اکسيد نيتريک را پايش کنند. حسگر بعدي، به نوعي ژل آغشته مي‌شود تا براي مدت طولاني بتواند زير پوست جايگذاري شود. ژل مورد نظر از alginate ساخته شده است. وقتي اين حسگر زير پوست موش قرار گرفت، براي مدت 400 روز عملکرد خود را حفظ کرد و سرجاي خود باقي ماند. محققان معتقدند که اين حسگر مي‌تواند براي مدت طولاني‌تر هر در آن محل بماند. محققان تاکيد مي‌کنند که حسگر زيرپوستي مي‌تواند در پايش سرطان يا هر نوع بيماري ديگري که باعث التهاب مي‌شود، مفيد باشد. وقتي هر دو نوع حسگر داخل بدن است، محققان توانسته‌اند سيگنال فلورسنت near-infrared توليد کنند که ليزر near-infrared براي آنها مي‌تاباند.
در حال حاضر محققان در تلاش هستند تا با تغييراتي دراين حسگرها به رديابي گلوکز در خون بپردازند. اين کار با پوشش‌هاي مختلف نانوتيوب‌ها امکان‌پذير است. به اين ترتيب حسگر سطح گلوکز خون را در زمان گزارش مي‌کند و با اتصال آن به پمپ انسولين، مي‌توان هر زمان که لازم بود، به آن دستور داد که ميزان انسولين مورد نظر را به داخل خون تحويل دهد. اگر کارايي اين سنسورها در تشخيص گلوکز خون ثابت شود، نياز بيماران ديابتي به گرفتن نمونه‌هاي خون برطرف مي‌شود و مشکل عمده‌اي را حل خواهد کرد. به نظر مي‌رسد ايده جديد اين قابليت را دارد تا براي ابداع وسايل جديد به کار گرفته شود و بتواند در تشخيص و پايش بيماري‌هاي مختلف مورد استفاده قرار گيرد.

فناوری کینکت شرکت مایکروسافت تاکنون توانسته اعتبار خود را در خوانش حرکات ساده دست و بدن در دنیای بازی‌ها نشان دهد و اکنون محققان چینی به قابلیت‌های حسگر حرکت آن، زبان اشاره را نیز افزوده‌اند. دانشمندان پژوهشگاه مایکروسافت آسیا اخیرا نرم‌افزاری را نمایش داده‌اند که به فناوری کینکت اجازه خوانش زبان اشاره را با استفاده از پیگیری دست می‌دهد. جالب اینجاست که این عملکرد بطور بلادرنگ انجام شده و زبان اشاره را با سرعت سخن گفتن به زبان اشاره و کلام تبدیل می‌کند.
این سیستم موسوم به «مترجم زبان اشاره کینکت» می‌تواند مکالمه را از دو طرف ثبت کند. یک فرد ناشنوا در حال اشاره نمایش داده شده و ترجمه کتبی و شفاهی بصورت بلادرنگ ارائه می‌شود در حالیکه از سوی دیگر، این سیستم سخنان گفته شده فرد شنوا را ثبت کرده و آنها را به زبان اشاره تبدیل می‌کند. این پروژه در نتیجه همکاری بین آکادمی علوم چین، دانشگاه اتحاد پکن و پژوهشگاه مایکروسافت آسیا بوده است.
حسگرهای کینکت که در اصل برای بازی ساخته شده، موقعیت بدن کاربر و حرکات وی را خوانده و با کمک یک رایانه آنها را به فرمان تبدیل می‌کند. در ژوئن 2011 شرکت مایکروسافت به معرفی کینکت برای کیت توسعه نرم افزار ویندوز(SDK) پرداخت که این فناوری را بطور گسترده برای کاربرد علمی در دسترس قرار داد. مترجم زبان اشاره کینکت در حال حاضر تنها یک پیش ساخت بوده اما محققان امیدوارند این فناوری بتواند ابزار مقرون بصرفه‌ای برای ارتباط بین افراد حرفه‌ای در زبان اشاره و افرادی که این توانایی را به شکل محدود دارند، ارائه کند. محققان همچنین امیدوارند این سیستم بتواند فرصتهای جدید شغلی برای افراد ناشنوا ایجاد کند.

محققان انگلیسی حسگر جدیدی را توسعه داده‌اند که با قرار گرفتن در پایه‌های تختخواب، وضعیت چرخه خواب شبانگاهی فرد را مورد بررسی قرار می‌دهد. دستگاه Bed Scales مجموعه‌یی از حسگرهاست که در پایه‌های تختخواب قرار داده شده و علاوه بر بررسی چرخه خواب شبانگاهی، تغییرات وزن در هنگام خواب را اندازه گیری می‌کند. این دستگاه همچنین از قابلیت بیدار کردن فرد در دوره خواب سبک برای پیشگیری از بی‌خوابی در نیمه شب برخوردار است. بر خلاف دستگاه‌های پوشیدنی مانند Fibit، FuelBand یا حسگرهایی که زیر بالش یا تشک قرار داده می‌شوند، کاربر در هنگام خواب از هیچ وسیله خاصی استفاده نکرده و حسگرها در قسمت پایه تخت براحتی وضعیت چرخه خواب شبانگاهی را بررسی می‌کنند. محققان شرکت Genetrainer بدنبال جذب سرمایه برای تجاری‌سازی طرح حسگر خواب هستند.

یک حسگر جاسازی شده در دندان، در آینده می‌تواند پزشکان را از زمان‌هایی که بیماران توصیه‌های آنها در مورد ترک سیگار یا کم خوردن را نادیده گرفته‌اند، آگاه سازد.  این حسگر که در یک صفحه مدار بسیار کوچک با قابلیت نصب در حفره دندان ساخته شده، شامل یک شتاب‌سنج برای ارسال داده در مورد حرکت دهان به یک گوشی هوشمند است. نرم‌افزار یادگیری ماشین برای شناسایی هر الگوی حرکت فک آموزش دیده و سپس میزان زمان جویدن، نوشیدن، صحبت کردن، سرفه یا سیگار کشیدن بیمار را ثبت می‌کند. مخترعان این حسگر از دانشگاه ملی تایوان در تایپه قصد دارند از دهان به عنوان دریچه‌ای برای انواع مسائل مربوط به سلامت استفاده کنند. این دستگاه می‌تواند در دندان مصنوعی یا مهاربند دندانها نصب شود و مخترعان قصد دارند دستگاهها را به اندازه‌ای کوچک کنند که در حفره یا تاج دندان جای بگیرد.
به گفته محققان، این حسگر بسیار نویدبخش است؛ در آزمایش بر روی هشت انسان با استفاده از یک کاشت پیش‌ساخت در دندان مصنوعی آنها، این سیستم فعالیتهای دهانی را در 94 درصد موارد درست تشخیص داد. این پیش ساخت به یک منبع نیرو با یک سیم خارجی متصل بوده از این رو محققان هنوز نیازمند راهی برای قرار دادن یک باتری ریز در دستگاه هستند. آنها پس از حل این مسئله قصد دارند یک رادیوی بلوتوث را به دستگاه اضافه کنند. اما از آنجایی که این منبع انرژی ریزموج با قدرت بسیار پائین بوده، کارشناسان پزشکی به محققان برای ایمن‌سازی بیشتر کاشت کمک می‌کنند. اگر این دستگاه کوچکتر و بی‌سیم شود، از پتانسیل بالایی برای ارزیابی بیمارانی که دندانهای خود را بهم ساییده و یا بررسی تاثیر مداخلات دندانپزشکی مختلف برخوردار است. این پژوهش قرار است در ماه سپتامبر در سمپوزیوم بین‌المللی رایانه‌های پوششی در زوریخ ارائه شود.

محققان سوئیسی موفق به ارائه روش تشخیصی جدیدی برای شناسایی آر.ان‌.ای سلول سرطانی پوست شدند. تومور سیاه پوست یکی از خطرناک‌ترین سرطان‌های پوست محسوب می‌شود. در 50 درصد موارد، یک ژن جهش یافته مسؤول بروز این بیماری است. از آنجاییکه شانس و مدت زنده ماندن بیمارانی که دچار این جهش ژنی شدند، می‌تواند با استعمال یک داروی جدید به شدت افزایش یابد، به همین دلیل یافتن راهی برای شناسایی زودهنگام این جهش بسیار مهم است. برای حل این مشکل یک تیم تحقیقاتی از دانشگاه بازل با همکاری محققانی از موسسه تحقیقات سرطان لودوینگ روش جدیدی ارائه کرده‌اند.
در کشور سوئیس هر ساله در حدود 2100 نفر به تومور سیاه پوست مبتلا می‌شوند که یکی از تومورهای بسیار رایج محسوب می‌شود. اگر تشخیص این بیماری در مراحل اولیه صورت گیرد، فرآیند بهبود بسیار تسریع می‌شود؛ اما با گذشت زمان از آغاز تشکیل تومور شانس زنده‌ ماندن به شدت کاهش می‌یابد. در سال‌های اخیر داروهای متعددی برای درمان این بیماری ارائه شده است، این داروها روی جهش‌های ژنتیکی که موجب رشد بسیار سریع بافت می‌شود، اثر می‌گذارند. درمورد این تومور سیاه، ژنی موسوم به براف اهمیت زیادی دارد. این ژن مسؤول رشد کنترل نشده سلول‌ها است. از آنجایی که تنها 50 درصد از بیماران مبتلا به تومور سیاه پوست دچار این جهش ژنی می‌شوند، باید بیمارانی را که به این روش درمانی جدید پاسخ می‌دهند، شناسایی کرد. از آنجایی که این دارو دارای عوارض نامطلوبی است، نباید آن را برای همه بیماران تجویز کرد.
برای حل این مشکل، محققان سوئیسی روش تشخیصی جدیدی ارائه کردند که براساس آران‌ای کار می‌کند. در این روش از حسگرهای نانومکانیکی برای شناسایی آران‌ای سلول سرطانی استفاده می‌شود. این حسگر نانومکانیکی نوعی تیرک (کانتالیور) کوچک میکروسکوپی است. با استفاده از این حسگر می‌توان سلول‌های سالم را از سلول‌های بیمار تفکیک کرد. این روش بسیار حساس است، در حالی که نه به تکثیر دی‌.ان‌.ای و نه به برچسب‌زنی آن نیاز است. در این روش به نوک تیرک مولکول‌هایی متصل می‌شوند و سپس سطح مورد نظر پیمایش می‌شود. نوک تیرک آغشته به دی‌ان‌ای است که می‌تواند به آر‌.ان‌.ای سلول جهش یافته بچسبد. با اتصال دی‌.ان‌.ای به آر.ان‌.ای، تیرک دچار تغییر می‌شود که این تغییر روی لیزر تابیده شده روی آن اثر می گذارد. برهمکنش مولکولی باید در فاصله بسیار اندک از سطح صورت گیرد. این گروه، نتایج یافته‌های خود را در نشریه «Nature Nanotechnology» به چاپ رساندند.

محققان دانشگاه واشنگتن یک حسگر زیست‌پزشکی را با استفاده از نانومیله‌های طلا، برای تشخیص افزایش لیپوکالین ‏وابسته به ژلاتیناز نوتروفیل بعنوان یک زیست‌نشانگر آسیب‌های حاد کلیه ساخته‌اند. ‏ یافته‌های «اِوان کراش» و همکارانش در ‏دانشکده پزشکی دانشگاه واشنگتن تشخیص آسیب‌های جدی کلیه را به سادگی از طریق ‏فرو بردن یک کاغذ آزمایش در ادرار میسر کرده است. زیست‌نشانگرها عموما مولکول‌ها یا پروتئین‌های ‏کوچکی در بدن هستند که با تغییر غلظت در بدن به بیماری و یا درمان پاسخ می‌دهند. ‏«کراش» معتقد است که این فناوری مبتکرانه بررسی عملکرد کلیه را بصورت بالینی و با ‏هزینه کمتر فراهم می‌آورد. ‏
برای ساخت این حسگر از روشی به نام زیست‌حسگری پلاسمونیک استفاده شده است ‏که قادر به شناسایی مقادیر بسیار کم زیست‌نشانگرهاست. با این حال پادتن‌های طبیعی عمر ‏کوتاهی داشته، بسیار گران قیمت بوده و نیازمند زمان طولانی برای ایجاد و بکارگیری هستند. ‏از این رو این محققان پادتن‌هایی مصنوعی را ابداع کرده‌اند. برای ساخت این زیست‌حسگر پلاسمونیک از فرایندی به نام نشانگذاری ‏زیست‌مولکولی استفاده شده است که شامل متصل کردن پروتئین‌های هدف به سطح ‏نانومیله‌ها و سپس اضافه کردن مولکول‌هایی کوچک در اطراف پروتئین برای تشکیل یک لایه پلیمری در بیرون از نانومیله‌هاست. با خارج کردن پروتئین‌های هدف حفراتی روی ‏سطح نانومیله‌ها به جای می‌ماند که همان پادتن‌های مصنوعی نام دارند. هنگامی که نانومیله‌ها ‏همراه با پادتن‌های مصنوعی در تماس با ماده‌ای نظیر ادرار که حاوی پروتئین هدف است ‏قرار می‌گیرند، حفرات بصورت پازل توسط پروتئین هدف پر می‌شوند. با تابش نور به نانومیله‌های طلا، الکترون‌های فلز تحریک‌ شده و شروع به نوسان می‌کنند. ‏دو رنگ یا باند موجود در طیف ساطع‌ شده از نانومیله نشان می‌دهد که کدام بخش از نور ‏تابیده جذب و کدام پراش شده است. زمانی که ماده‌ای به نانومیله متصل باشد، موقعیت یکی از ‏باندها به مکانی دیگر انتقال یافته و باعث تغییر رنگ خواهد شد که این تغییر نشان‌دهنده ‏چسبیدن پروتئین زیست‌نشانگر به نانومیله است. در نتیجه اندازه‌گیری میزان زیست‌نشانگر با ‏تغییر رنگ امکان‌پذیر است. ‏
این محققان در تلاشند تا عملکرد موفقیت‌آمیز زیست‌نشانگر ‏NGAL‏ را به عنوان ‏مدلی برای جایگزینی پادتن‌های طبیعی با پادتن‌های مصنوعی سایر پروتئین‌ها بکار گیرند. ‏این محققان، جزئیات نتایج کار تحقیقاتی خود را در مجله‌ ‏«Advanced Functional ‎Materials‏» منتشر کرده‌اند.‏

محققان دانشگاه صنعتی مونیخ حسگر جدیدی مبتنی بر حفره‌های نانومقیاس از جنس نیمه‌هادی تولید کرده‌اند. پژوهشگران آلمانی در این دانشگاه، طی چند سال گذشته پتانسیل‌های موجود در حفره‌های نانومقیاس را نشان داده‌اند. اخیرا این گروه تحقیقاتی در یک کار مشترک با دانشگاه «گوث» فرانکفورت، با استفاده از نانوحفره‌ها موفق به ساخت حسگری انتخابگر با حساسیت بالا در حد یک مولکول شدند. با این حسگر احتمالا بتوان به آنالیز پروتئین‌ها در یک سلول پرداخت. آخرین یافته‌های آنها در این پروژه در قالب مقاله‌ای تحت عنوان Stochastic sensing of proteins with receptor-modified solid-state nanopores در نشریه «Nature Nanotechnology» به چاپ رسیده است.
هدف اصلی محققان، تولید ادوات تشخیصی در مقیاس مولکولی است. البته در این پروژه هنوز به این نقطه نرسیده‌اند، اما حسگری که ساخته شده، قادر است تک مولکول‌هایی از پروتئین هدف را شناسایی کند، بدون این که به افزودن مواد شیمیایی نظیر برچسب نیاز باشد. از این سیستم می‌توان برای تسریع مطالعات ژنومیک و پروتئومیک استفاده کرد. برای ساخت این حسگر از زیرلایه نیترید سیلیکون به ضخامت 50 نانومتر استفاده می‌شود، بنابراین این غشاء یک تراشه نیمه‌هادی است. برای ایجاد حفره نانومقیاس می‌توان از روش‌های رایج نظیر لیتوگرافی پرتو الکترونی یا اچ یونی فعال استفاده کرد، با این روش‌ها حفره‌ای به ابعاد 20 تا 50 نانومتر به ‌دست می‌آید. از رسوب بخار برای ایجاد پوشش طلا و تیتانیوم روی این حفره استفاده می‌شود.
پس از این مراحل، نانوحفره‌ای مخروطی نوک تیز تشکیل می‌شود که قطر مخروط در حدود 25 نانومتر است. روی سطح داخلی این حفره گیرنده‌های زیست شیمی قرار دارد، این گیرنده‌ها برای اتصال به پروتئین خاصی طراحی شده‌اند. در این آزمایشات، این تراشه در یک مخزن حاوی محلول الکترولیت قرار داده شده است که در یک سوی نانوحفره پروتئین مورد نظر وجود دارد. بین دو سوی نانوحفره جریان الکتریکی برقرار است. پروتئین‌ها در حین عبور از حفره به گیرنده متصل می‌شوند که این کار موجب تغییر مقدار بار الکتریکی در دو سوی حفره می‌شود. با بررسی مقدار تغییر بار الکتریکی می‌توان پروتئین هدف را شناسایی کرد. پژوهشگران موفق شدند با این روش پروتئین‌های دارای هیستیدین را شناسایی کنند، همچنین تفاوت میان انواع مختلفی از آنتی بادی lgG را مشخص کردند. محققان معتقدند که این روش قابل استفاده برای بسیاری از پروتئین‌ها است. نتایج این تحقیق در نشریه «Nature Nanotechnology» به چاپ رسیده است.

پژوهشگران MIT، با استفاده از رشته‌های دی‌ان‌ای و رنگ فلورسانس، موفق به ساخت حسگر pH با قدرت تفکیک بالا شدند که با استفاده از آن می‌توان وجود بیماری سرطان را تشخیص داد.  pH و بار نقش مهمی در بسیاری از سیستم‌ها و فرآیندهای فیزیولوژی نظیر تاخوردن پروتئین‌ها ایفا می‌کند، به‌ طوری که می‌تواند شاخصی برای بروز بیماری سرطان باشد.
در مقاله‌ای که اخیرا پژوهشگران آمریکایی تحت عنوان "A Mechanism for Biocompatible Nanocrystal-Based Sensors" در نشریه "Angewandte Chemie" به چاپ رساندند، نشان دادند که می‌توان از نوعی حسگر جدید برای ردیابی سرطان استفاده کرد. برای این کار اسیدیته سلول‌های زنده برای یک دوره زمانی طولانی رصد می‌شود، قدرت تفکیک این روش بیشتر از حدی است که پیش از این انجام شده بود. برای این کار از ترکیب نانوبلورهای فلورسانت به‌ همراه بازوهای مولکولی متحرک استفاده شد، بازوهایی که در اثر تغییرات pH محیط می‌توانند باز و بسته شوند.
اندوزوم‌ها سلول‌هایی هستند که نقش مهمی در انتقال سلولی ایفا می‌کنند، این سلول‌ها با رسیدن به بلوغ رشد و pHشان تغییر می‌کند. این موضوع اخیرا توسط محققان موسسه فناوری ماساچوست توسط یک حسگر نانومقیاس pH و میکروسکوپ فلورسانس مشاهده شده است. راز این موفقیت در طراحی نوعی حسگر غیرمعمول است؛ در این حسگر یک بازوی مولکولی متحرک به نانوبلورهای فلورسانت سبز و قرمز متصل است. این نانوبلورها ذرات نیمه‌هادی هستند که به‌ راحتی انرژی جذب شده توسط رنگ‌های فلورسانت را از طریق مکانیسم غیرتابشی انتقال می‌دهند. با این کار تابش فلورسانس توسط میکروسکوپ قابل مشاهده خواهد شد.
فاصله میان نانوبلور و رنگ توسط تا شدن و باز شدن بازوهای مولکولی حسگر کنترل می‌شود، این حرکت کاملا وابسته به اسیدیته است. این بازو از یک تکه دو رشته دی‌ان‌ای و یک تکه تک‌رشته دی‌ان‌ای بوجود آمده است. با افزایش غلظت یون‌های H+، تمایل این رشته‌ها برای ایجاد یک رشته سه گانه افزایش می‌یابد به شکلی که تک رشته بین شیارهای دو رشته قرار گرفته و موجب تاخوردن آن می‌شود. این حرکت بازوها در pH هفت رخ داده و بسیار به تغییر آن حساس است. در pHهای بالاتر بازو کشیده شده و مولکول‌های فلورسانس از هم فاصله می‌گیرند، در نتیجه انتقال انرژی رخ نخواهد داد. در pH پایین‌تر بازوها تا شده و امکان انتقال بار را فراهم می‌کند. در واقع این روش نسبت میان تابش سبز به قرمز را اندازه‌گیری می‌کند نه مقدار واقعی‌ را، بنابراین تغییر مقدار تابش تفاوتی در نتیجه نخواهد داشت. 

مهندسان آمریکایی نسل جدید حسگر کنترل علائم حیاتی بدن را در ابعاد و ضخامت یک تمبر طراحی کرده‌اند که با وزن بسیار سبک و اندازه کوچک، براحتی به پانسمان بدن بیمار متصل می‌شود. گروهی از مهندسان برق دانشگاه ایالتی اورگان نسل جدید حسگر «سیستم بر روی تراشه» را طراحی کرده‌اند که در حجم بالا قابل تولید است. این حسگر الکترونیکی یک بار مصرف و ارزان قیمت، از عملکرد بسیار دقیقی برای کنترل علائم حیاتی بیمار برخوردار است. پروفسور «پاتریک چیانگ» از محققان دانشگاه اورگان تأکید می‌کند: فناوری‌های کنونی امکان اندازه‌گیری سیگنال‌های بدن را با استفاده از ابزار و دستگاه‌های بزرگ، سنگین و پر هزینه فراهم کرده‌اند، اما حسگر جدید یک وسیله سبک و کوچک است که با هزینه‌ای بسیار کم تولید می‌شود.
حسگر جدید در اندازه و ضخامت یک تمبر طراحی شده است که براحتی بر روی سینه یا دیگر نواحی بدن قرار می‌گیرد و می‌تواند علائم حیاتی بیمار از جمله ضربان قلب یا دمای بدن را اندازه گیری کند. «چیانگ» خاطرنشان می‌کند: با ادغام این قطعات بزرگ بر روی یک ریز تراشه، علاوه بر صرفه جویی در مصرف انرژی می‌توان دستگاه‌های اندازه گیری پزشکی قابل حمل و ارزان تولید کرد. حوزه طراحی حسگرهای نظارتی پوشیدنی بسرعت در حال توسعه است و هر روز دستگاه‌های مختلفی طراحی می‌شوند که علاوه بر کاهش هزینه ها،‌ از کارآیی و حمل آسان برخوردار بوده و بخش درمان و مراقبت های پزشکی را با تحول چشمگیر مواجه خواهند ساخت.

محققان مؤسسه مهندسی زیست‌پزشکی فرانهوفر آلمان، حسگر ضد رطوبت جدیدی را برای ارزیابی فشار مغزی ابداع کرده‌اند که می‌تواند به تشخیص زودهنگام زوال عقل و جنون منجر شود. این حسگر که مشابه حسگرهای فشار مورد استفاده در صنعت خودروسازی بوده، نشانگر یک تحول از کاشتهای پیشین است که به رطوبت اجازه ورود و تخریب دستگاه را می‌دادند. این دستگاه از ارتفاع و عرض یک در دو سانتی‌متر برخوردار بوده و انتظار می‌رود تا در نسخه‌های آینده کوچکتر شود. محققان آلمانی قاب خارجی آن را که پیش از این از مواد مصنوعی ساخته می‌شد با فلز درجه بالای قابل انعطاف تعویض کردند. تغییرات فشار درون مغز باعث خم شدن این قاب شده و این اطلاعات سپس به حسگر فشار درون آن منتقل می‌شود. مقادیر اندازه‌گیری شده در نهایت از طریق پالس‌های رادیویی به یک دستگاه خوانش در خارج از بدن بیمار انتقال یافته که نیروی مورد نیاز حسگر را تامین می‌کند و از این رو دیگر نیازی به پیل بر روی این دستگاه نیست.
این حسگر جدید می‌تواند نشانگر یک جهش چشمگیر به جلو برای بیماران و متخصصان بهداشت باشد که تاکنون بر کاوشگرهای بی‌سیم فشار درون جمجمه متکی‌اند که از طریق انتقال امواج رادیویی قابل خوانش بودند. یکی از مشکلات این کاوشگرها، مقاومت کم آنها در برابر رطوبت بوده و نفوذپذیری پوشش مصنوعی آنها به معنی خراب شدن حسگرها در طول چند روز یا حتی چند ساعت است. این حسگر با غلبه بر این مشکل می‌تواند برای ماهها یا حتی سالها به کار خود بدون نیاز به تکرار عمل جراحی ادامه دهد.
در حال حاضر تشخیص این بیماری چالشی است که به مراقبت پزشکی پیچیده و سخت برای افرادی که مستعد افزایش فشار درون جمجمه‌ای هستند، نیاز دارد. این کار به یک عمل جراحی برای الحاق یک کاوشگر از بالای سر نیاز دارد. به دلیل نوسانات در فشار درون جمجمه‌ای، سنجش‌های گسترده برای خوانش یک تشخیص نهایی بیماری مورد احتیاج است که همین امر باعث بستری شدن بیمار در بیمارستان برای روزها یا حتی هفته‌ها می‌شود. درحالی که با این حسگر جدید، ‌بیمار تنها برای خوانش سنجش‌ها به کلینیک مراجعه خواهد کرد. دانشمندان هنوز از دلیل افزایش ناگهانی فشار درون جمجمه‌ای در افراد باخبر نبوده اما این را می‌دانند که این شرایط منجر به اختلال در گردش خون و مرگ بخشهایی از مغز مشابه سکته مغزی می‌شود. این شرایط اکنون به عنوان عامل 10 درصد از پرونده‌های جنون در اروپا شناخته شده است.

دانشمندان چینی توانسته‌اند که با استفاده از یک زیست‌حسگر نانوسیمی دو نوع مختلف آنفلوآنزا را در عرض چند دقیقه تشخیص دهند. این دانشمندان امیدوارند که افزاره آنها انقلابی در تشخیص آنفلوآنزا ایجاد کند و شیوع بیماری را در یک رخداد فراگیر به کنترل درآورد. اپیدمی‌های سالیانه آنفلوآنزا توسط دو نوع اصلی رخ می‌دهند و منجر به پنج میلیون مورد وخیم در سال با بیش از 500 هزار مرگ می‌شوند. آنفلوآنزای A انسانی یا از نوع H3N2 است یا H1N1 که به آنفلوانزای خوکی نیز معروف است. سهولت انتقال این بیماری، یک تست تشخیصی ساده و معتبر برای پزشکان مهیا می‌کند.
در حال حاضر، واکنش زنجیرهای پلیمراز بلادرنگ، که در آن RNA از مایعات تنفسی استخراج شده و تقویت می‌شود، استاندارد طلایی تشخیص است. چندین ساعت طول می‌کشد تا این تست کامل شود و به خاطر آشکارسازی RNA غیرعفونی و نیز نتایج منفی‌ اشتباه که ناشی از مقادیر کم ویروسی و مشکلات نمونه‌برداری است، روش عاری از نقصی نیست. «ماوشنگ یاو» و همکارانش از دانشگاه پکن و دانشگاه علم و فناوری پکن، تست دیگری ابداع کرده‌اند که دارای سرعت کافی برای استفاده بالینی است. این افزاره از یک زیست‌حسگر ساخته شده از توری نانوسیم سیلیکونی که با پادتن‌های آنفلوانزای A برای گیراندازی پروتئین ویروسی عامل‌دار شده است، استفاده می‌کند. پروتئین‌هایی که روی نانوسیم به دام می‌افتند، رسانایی الکتریکی افزاره را متناسب با غلظت ویروس تغییر می‌دهند. «یاو» می‌گوید: همین که این سیستم حسگری حاضر شد، کل زمان آشکارسازی حدود دو دقیقه طول می‌کشد. آنها قبلا از افزاره مشابهی جهت آشکارسازی بلادرنگ ویروس‌های آنفلوانزای هوابرد با نمونه‌گیری پیوسته استفاده کرده‌اند، ولی سیستم جدید آنها برای هوای بازدم است. بیمار در یک افزاره جمع‌آوری سرد، بازدم می‌کند. سپس، مایع حاصله 100 برابر رقیق‌تر می‌شود تا از تداخل‌های احتمالی سایر مولفه‌های تنفسی قبل از اعمال آشکارساز اجتناب شود.
این حسگر قادر به آشکارسازی 29 ویروس در میکرولیتر است. برای 90 درصد موارد تست شده تشخیص‌های مثبت یا منفی کاملا درست بودند. مرحله بعدی اتوماتیک کردن تست است. «یاو» می گوید که ما مشغول کار بر روی یک افزاره دستی جهت تشخیص نانوسیمی ویروس هستیم و این شدنی است. ما در آزمایشگاه، افزاره‌های الکترونیکی آماده‌ای داریم که سیگنال‌های الکتریکی را از نانوسیم گرفته و به یک سیستم CPU که می‌تواند سیگنال آشکارسازی را به قسمت‌های دور منتقل کند، می‌رسانند. این پژوهشگران، جزئیات نتایج کار تحقیقاتی خود را در مجله‌ «Nano Letters» منتشر کرده‌اند.

طراحان امیدوارند با افزودن حسگرهای مادون قرمز به تلفن همراه هوشمند، این دستگاه را به یک دماسنج بسیار حساس تبدیل کنند. نسل جدید تلفن‌های همراه هوشمند به دوربین‌های حساس، صفحات نمایشی لمسی و نرم افزارهای کاربردی مجهز شده اند و محققان امیدوارند که کاربرد تلفن همراه با افزودن حسگرهای مادون قرمز چند برابر شود. اندازه گیری درجه حرارت بدن نوزادان و کودکان یکی از دغدغه های والدین محسوب می شود؛ «جاکوب فرادن» در طرح ابتکاری خود قصد دارد از حسگرهای مادون قرمز بر روی تلفن همراه هوشمند بعنوان دماسنج استفاده کند. لنزهای مادون قرمز بدون برآمدگی در کنار دوربین تلفن همراه تعبیه می شوند و کاربر با نگه داشتن دستگاه مقابل پیشانی کودک می تواند در مدت یک ثانیه درجه حرارت بدن را با دقت بسیار بالا اندازه گیری کند.
فناوری حسگرهای مادون قرمز بر روی تلفن همراه هوشمند محدود به اندازه گیری دمای بدن انسان نبوده و می توان از آنها در کارهای روزمره مانند اندازه گیری دمای آب، مواد غذایی یا محیط استفاده کرد؛ همچنین این حسگرها دارای کاربرد در تشخیص نشت گاز، تست‌های تشخیص مصرف الکل یا سیستم های امنیتی منازل هستند. به گفته محققان، هزینه نصب حسگرهای مادون قرمز بر روی تلفن همراه هوشمند به مرور زمان کاهش می یابد، اگرچه پیش بینی می شود که سازندگان تلفن همراه از نصب این حسگرها برای اهداف دیگری استقبال می کنند.

دانشمندان مؤسسه علمی وایزمن در تلاش برای کمک به نابینایان در مسیریابی ایمن‌تر و موثرتر از یک منبع غیرمنتظره یعنی سبیل‌های موش الهام گرفته‌اند. این محققان از داوطلبان خواسته بودند تا چشم‌بند بسته و از یک سبیل پلاستیکی منعطف 30 سانتی‌متری بر روی انگشت اشاره که در پایه آن حسگرهای نیرو و موقعیت قرار گرفته بود، برای مسیریابی استفاده کنند. در دنیای موشها، حرکت سبیل‌ها شامل عقب و جلو بردن آنها در حدود هشت بار در یک ثانیه برای موقعیت یابی اجسام در محیط اطرافشان است. این نتایج که در مجله Neuroscience منتشر شده، می‌تواند به درک بهتر از فرآیند حس و ساخت دستگاه‌های کوچک قابل پوشش بر روی دست منجر شود که ورودی‌های ویدیویی را به تحریک مکانیکی تبدیل کرده و به نابینایان یک کمک حسی شهودی ارائه می‌کنند.
در آزمایشات انجام شده، این حسگرها برای نظارت بر حرکات در زمان حرکت سبیل‌ها توسط داوطلبان در اطراف برای شناسایی اجسام استفاده شدند. سپس دو قطب در فاصله یک دست از هر طرف داوطلبان نشسته قرار داده شد که یکی از آنها کمی عقب‌تر و دیگری کمی جلوتر بود. از این داوطلبان خواسته شد تا تنها با استفاده از سبیل‌ها جایگاه قطب عقب‌تر را مشخص کنند. در ادامه این جایجایی بین قطب‌های عقب و جلو کاهش یافته تا جایی که دیگر افراد قادر به تشخیص قطب جلو از قطب عقب نبودند.
در اولین روز آزمایش، افراد توانستند با این حس جدید بخوبی سازگار شده و قطب عقب‌تر را در فاصله هشت سانتی‌متری شناسایی کنند. بررسی داده‌ها نشان داده که داوطلبان این کار را با تشخیص اطلاعات مکانی از زمان‌بندی حسی کرده بودند. در این حالت، آنها دستان خود را با هم و به صورت باز در اطراف حرکت داده و قطب عقب‌تر را به دلیل این که سبیل روی دست آنها، آن را سریع‌تر شناسایی کرده بود، پیدا کنند. با تکرار آزمایش در روز بعد محققان دریافتند که این مهارت در داوطلبان پیشرفت چشمگیری داشته و میانگین آستانه حسی تا سه سانتی‌متر کاهش یافت و برخی می‌توانستند جابجایی در حد یک سانتیمتر را نیز احساس کنند. این پژوهش نشان داده که تنها تغییر حرکات فیزیکی بدون تغییر مرتبط در حساسیت حسهای انسان می‌تواند برای بهتر شدن ادراک کافی باشد.

محققان دانشگاه ميسوري- كلمبيا موفق به تبديل گلبول‌هاي قرمز به حسگرهاي شيميايي شدند كه مي‌تواند ضمن بازگشت به سيستم گردش خون، براي بررسي وضعيت لحظه‌اي خون در بدن بيمار مورد استفاده قرار گيرد. بسياري از بيماران مانند افراد مبتلا به ديابت بايد بصورت مستمر و در يك روش تهاجمي، سطح گلوگز را از طريق دستگاه اندازه گيري سطح قند خون مورد بررسي قرار دهند. همزمان با برگزاري نشست انجمن شيمي آمريكا در شهر فيلادلفيا، دستاورد جديد محققان شيمي دانشگاه ميسوري در توليد حسگرهاي شيميايي از سلول هاي خون معرفي شد كه مي تواند در آينده در يك روش غير تهاجمي و طولاني براي بررسي خون مورد استفاده قرار بگيرد. به گفته «شيائول شائو» سرپرست تيم تحقيقاتي، نور نزديك به مادون قرمز مي‌تواند از طريق پوست وارد بدن شود و بر مولكول هاي فلورسنت در حال گردش در خون تأثير بگذارد.
رنگ فلورسنت توسط دستگاه هاي خارجي قابل شناسايي هستند و اگر فلورسنت مولكول در پاسخ به شرايط شيميايي تغيير پيدا كند، اين تغيير براحتي قابل تشخيص است و در اصل يك حسگر شيميايي در بدن ايجاد مي شود. اما رنگ فلورسنت سمي است و زمان طولاني در بدن باقي نمي ماند و به سرعت فيلتر مي شود؛ براي حل اين مشكل حسگرهاي شيميايي درون محفظه هاي گلبول هاي قرمز خون قرار مي گيرند و در اين صورت از دوام بيشتري در بدن برخوردار بوده و از پاسخ سيستم ايمني در امان مي مانند. اين فرضيه وجود دارد كه اين سلول - حسگرها قادر به بازگشت به جريان گردش خون بيمار بوده و مي توانند جايگزين طيف وسيعي از نمونه گيري هاي تهاجمي خون شوند. محققان دانشگاه ميسوري به تازگي مجوز آزمايش عملكرد حسگرهاي شيميايي بر روي موش هاي صحرايي را دريافت كرده اند.

سال‌هاست که قرار دادن مدارهای الکترونیکی درون بافت‌های بدن یک نوع داستان علمی تخیلی محسوب می‌شده است، اما اخیرا پژوهشگران آمریکایی راهی برای رشد بافت‌های زنده یافته‌اند که درون آنها حسگرهای الکترونیکی قرار دارد. نتایج این پژوهش می‌تواند منجر به ساخت اندام‌های سنتز شده و جایگزینی آنها در بدن شود.
رشد بافت‌های زنده حاوی حسگرهای الکترونیکی می‌تواند کاربردهای پزشکی و زیستی متعددی داشته باشد. تا به امروز تنها گزینه برای ایجاد این نوع بافت‌ها، رشد بافت و سپس قرار دادن الکترود درون آن بوده است. این موضوع از دو جهت چندان جالب نیست. اول این که الکترودها همانند سوزن درون بافت فرو می‌روند و نمی‌توان آنها را با دقت و حساسیت بالا در یک بافت قرار داد. دوم این که این الکترودها به بافت آسیب می‌زنند و این آسیب اجتناب ناپذیر خواهد بود.
اخیرا چارلز لیبرز از دانشگاه هاروارد با همکاری یک گروه تحقیقاتی در موسسه فناوری ماساچوست روشی برای ادغام ساده‌تر بافت با مدارهای الکترونیکی ارائه کرده است. این گروه به‌جای استفاده از شناساگرهای مبتنی بر الکترود که سیگنال‌های ضعیفی ایجاد می‌کنند از شناساگرهای ترانزیستوری اثر میدان استفاده کردند. این حسگرها از نانوسیم‌های بسیار نازک با قطر 30 نانومتر ایجاد شده‌اند که دقت لازم برای خواندن سیگنال‌ها را دارند.
در این پروژه، حسگرهای ترانزیستوری اثر میدان با مدارهای الکترونیکی ترکیب شده و درون حفره‌های ویژه‌ای در یک ماتریکس سه بعدی زیست سازگار قرار داده می‌شود. در قدم بعد روی این ماتریکس بافت کشت داده می‌شود که در نهایت منجر به تولید بافتی می‌شود که حسگر در میان آن قرار گرفته است. تفاوت اساسی میان این روش و روش‌های قبلی در ان است که این روش مخرب نیست. زمانی که این بافت تحریک شده یا اطلاعات آن خوانده می‌شود هیچگونه نیازی به الکترود و فرو بردن آن به درون بافت نیست.
محققان به تست این موضوع پرداختند که آیا وجود این حسگر روی زنده مانده سلول‌ها نقش منفی دارد یا خیر. نتایج کار آنها نشان داد که بعد ازچند هفته این اثر بسیار اندک بوده است. البته پژوهشگران معتقدند که پیش از تجاری سازی این فناوری و استفاده از آن، باید تحقیقات بیشتری روی آن صورت گیرد. برای اثبات اثربخشی این روش، محققان یک بافت از سلول‌های قلبی ایجاد کردند که درون آن حسگرهای اثرمیدان قرار داده شده بود. آنها از این حسگر برای پیمایش تاثیر داروی نورآدرنالین روی نرخ ضربان قلب استفاده کردند.

محققان دانشگاه ايلينويز در حال طراحي بخيه الكترونيكي هوشمندي هستند كه مي تواند در آينده براي تشخيص عفونت در محل زخم و كمك به بهبود سريع‌تر مورد استفاده قرار گيرد. نمونه اوليه بخيه الكترونيكي هوشمند توسط پروفسور «جان راجرز» طراحي شده كه از حسگرهاي سيليكوني فوق باريك متصل به نوارهاي پليمري يا ابريشمي استفاده مي‌كند. اين حسگرها در زمان تماس با پوست مي توانند نشانه هاي بروز عفونت را شناسايي كنند و حتي قادر هستند با افزايش دما به از بين رفتن عفونت در محل زخم نيز كمك كنند؛ ديويد سيليكون و نانو غشاي پلاتين به عنوان حسگرهاي گرمايي استفاده مي‌شوند. براي ساخت حسگرهاي نازك، محققان با استفاده از مواد شيميايي، قطعه كوچكي از سيليكون را از يك ويفر سيليكون برش دادند و سپس از يك مهر لاستيكي براي انتقال غشاي نانو به نوار پليمري يا ابريشمي استفاده كردند؛ با افزودن الكترودهاي فلزي و سيم‌ها در بالاي نوار، دستگاه در لايه‌اي از اپوكسي پوشش داده شد. نتايج اين دستاورد در مجله Small‌ منتشر شده است.

به تازگي گروهي از دانشمندان دانشگاه‌هاي پرينستون و تافس در همكاري مشتركي نانوسنسوري را ابداع كرده‌اند كه با قرارگيري روي ميناي دندان اطلاعات را از محيط جمع‌آوري و به گيرنده بيروني مخابره مي‌كنند. اين نانوسنسور که با استفاده از گرافين ساخته شده، روي يك ابريشم خاص قابل‌حل در آب چاپ مي‌شود و به اين ترتيب ميتواند به سطوح زيستي منتقل و متصل شود. يك مارپيچ تقويت کننده هم براي ارسال اطلاعات مورد استفاده قرار مي‌گيرد كه در حقيقت نقش آنتن را بازي مي‌كند. به اين ترتيب اين مدار كوچك و بسيار نازک مي‌تواند مواردي را مانند وضعيت تنفس يا وجود باكتري‌ها را در دهان گزارش كند. اين دانشمندان در بررسيهاي اوليه توانسته‌اند چنين اطلاعاتي را از طريق سنسورهاي تعبيه‌شده روي ميناي دندان دريافت كنند. البته آنها تاكيد مي‌كنند كه تازه در ابتداي راه قرار دارند و تا كاربردي شدن آن نياز به تحقيقات جامع‌تري وجود دارد.

محققان موفق به ارائه روش جديدي براي شناسايي پروتئين‌ها شدند. در اين روش از يک نانوحفره که ميان دو محلول الکتروليت است، استفاده شده است؛ بطوري که عبور پروتئين از نانوحفره و اتصال آن به گيرنده‌ها موجب تغيير جريان الکتريکي شده و فرايند شناسايي انجام مي‌شود. محققان دانشگاه صنعتي مونيخ حسگر جديدي مبتني بر حفره‌هاي نانومقياس از جنس نيمه‌هادي توليد کرده‌اند. با اين حسگر احتمالا بتوان به آناليز پروتئين‌ها در يک سلول پرداخت. پژوهشگران آلماني در اين دانشگاه، طي چند سال گذشته پتانسيل‌هاي موجود در حفره‌هاي نانومقياس را نشان داده‌اند. اخيرا اين گروه تحقيقاتي در يک کار مشترک با دانشگاه «گوث» فرانکفورت، با استفاده از نانوحفره‌ها موفق به ساخت حسگري انتخابگر با حساسيت بالا در حد يک مولکول شدند. آخرين يافته‌هاي آنها در اين پروژه در قالب مقاله‌اي تحت عنوان Stochastic sensing of proteins with receptor-modified solid-state nanopores در نشريه «Nature Nanotechnology» به چاپ رساندند.
هدف اصلي محققان، توليد ادوات تشخيصي در مقياس مولکولي است. البته در اين پروژه هنوز به اين نقطه نرسيده‌اند، اما حسگري که ساخته شده، قادر است تک مولکول‌هايي از پروتئين هدف را شناسايي کند، بدون اين که به افزودن مواد شيميايي نظير برچسب نياز باشد. از اين سيستم مي‌توان براي تسريع مطالعات ژنوميک و پروتئوميک استفاده کرد. براي ساخت اين حسگر از زيرلايه نيتريد سيليکون به ضخامت 50 نانومتر استفاده مي‌شود، بنابراين اين غشاء يک تراشه نيمه‌هادي است. براي ايجاد حفره نانومقياس مي‌توان از روش‌هاي رايج نظير ليتوگرافي پرتو الکتروني يا اچ يوني فعال استفاده کرد، با اين روش‌ها حفره‌اي به ابعاد 20 تا 50 نانومتر به ‌دست مي‌آيد. از رسوب بخار براي ايجاد پوشش طلا و تيتانيوم روي اين حفره استفاده مي‌شود.
به گزارش ایسنا، پس از اين مراحل، نانوحفره‌اي مخروطي نوک تيز تشکيل مي‌شود که قطر مخروط در حدود 25 نانومتر است. روي سطح داخلي اين حفره گيرنده‌هاي زيست شيمي قرار دارد، اين گيرنده‌ها براي اتصال به پروتئين خاصي طراحي شده‌اند. در اين آزمايشات، اين تراشه در يک مخزن حاوي محلول الکتروليت قرار داده شده است که در يک سوي نانوحفره پروتئين مورد نظر وجود دارد. بين دو سوي نانوحفره جريان الکتريکي برقرار است. پروتئين‌ها در حين عبور از حفره به گيرنده متصل مي‌شوند که اين کار موجب تغيير مقدار بار الکتريکي در دو سوي حفره مي‌شود. با بررسي مقدار تغيير بار الکتريکي مي‌توان پروتئين هدف را شناسايي کرد. پژوهشگران موفق شدند با اين روش پروتئين‌هاي داراي هيستيدين را شناسايي کنند، همچنين تفاوت ميان انواع مختلفي از آنتي بادي lgG را مشخص کردند. محققان معتقدند که اين روش قابل استفاده براي بسياري از پروتئين‌ها است. نتايج اين تحقيق در نشريه «Nature Nanotechnology» به چاپ رسيده است.

محققان امريکايي با استفاده از نانولوله‌هاي کربني موفق به توليد حسگر زيستي جديدي شده‌اند. اين حسگر مي‌تواند سرعت انجام تست‌هاي پزشکي را افزايش دهد. پژوهشگران دانشگاه ايالتي «اورگون» از ويژگي‌هاي نانولوله‌هاي کربني براي ساخت حسگرهاي زيستي استفاده کردند. با چنين حسگري مي‌توان در زماني بسيار کوتاه و هزينه اندک، تشخيص و درمان بيماري را انجام داد. نتايج تحقيقات اخير منجر به توليد يک نوع حسگر زيستي جديد شده است که نه تنها مي‌تواند در پزشکي مورد استفاده قرار گيرد، بلکه در حوزه‌هاي سم شناسي، ساخت داروهاي جديد و مسائل زيست محيطي مي‌توان از آن استفاده کرد. نتايج اين تحقيق در نشريه «Lab on a Chip» به چاپ رسيده است.
پژوهشگران معتقدند که پيش از تجاري سازي اين حسگر بايد تحقيقات بيشتري روي آن انجام گيرد، با اين حال مي‌توان گفت که اين حسگر داراي پتانسيل‌هاي زيادي است. «اتان مينوت» از محققان اين پروژه مي‌گويد: با اين نوع حسگرها مي‌توان تست‌هاي متعدد پزشکي را در چند دقيقه انجام داد. اين موضوع پزشکان را قادر مي‌كند تا با يک بار ملاقات بتوانند مشکل بيمار را تشخيص دهند. در حالي که روش‌هاي امروزي تا چند روز زمان نياز دارند. همچنين به افراد متعددي براي انجام تست نياز است.
اين روش مي‌تواند هزينه‌ها را نيز کاهش دهد، به ‌طوري که يک تست از 50 دلار به يک دلار کاهش مي‌يابد. نکته کليدي در اين روش، استفاده از نانولوله‌هاي کربني است. اين نانولوله‌ها قادرند تا پروتئين‌ها را در سطح يک حسگر شناسايي کنند. زماني که يک پروتئين به آنها برخورد مي‌کند، مقاومت الکتريکي‌شان تغيير مي‌کند. مقدار تغيير مقاومت الکتريکي در نانولوله‌ها با نوع پروتئين رابطه دارد، بنابراين مي‌توان از آن براي تعيين نوع مولکول برخورد کرده استفاده کرد.
به گزارش ایسنا، اين گروه تحقيقاتي به ‌دنبال راهي بودند تا پروتئين‌ها را به ديگر سطوحي نظير سيال‌ها بچسبانند. آنها در نهايت موفق به يافتن راهي براي اين کار شدند و به اين ترتيب موفق شدند سرعت فرايند را 2.5 برابر افزايش دهند. براي بهبود اتصال انتخابي نياز به تحقيقات بيشتر است. بنابراين بايد پيش از تجاري سازي اين حسگر روي آن کارهاي بيشتري انجام داد. تشخيص الکترونيکي پروتئين‌ها يک امکان فوق‌العاده براي تشخيص بيماري محسوب مي‌شود، به‌ خصوص که هزينه توليد اين دستگاه پايين است.

محققان دانشگاه استانفورد اعلام کردند حسگر جديد و ارزاني را ابداع کرده‌اند که اين توانايي را دارد به سادگي به تشخيص بيماري‌‌ها از نواقص ايمني تهديدکننده زندگي گرفته تا يک سرماخوردگي ساده بپردازد. اين وسيله که يک حسگر يکپارچه ميکروفلوييدي با هدايت موج است، سلول‌ها را در مقادير کم‌خون و ديگر مايعات بدن دسته و شمارش مي‌کند. اين دستگاه به روش ساده‌اي انواع مختلف سلول‌هاي سفيد خون را اندازه‌ مي‌گيرد که جزء کليدي سيستم ايمني محسوب مي‌شوند. اين سنسور که به اندازه ناخن شست طراحي شده، مي‌تواند در کلينيک پزشکان، منزل بيماران و مکان‌هاي ديگر به‌راحتي مورد استفاده قرار گيرد. درواقع داشتن راهي ارزان براي شمارش سلول‌ها، کليد تشخيص و پايش سريع اختلالات ايمني، آلرژي‌ها، عفونت‌ها، AIDS، سرطان و ديگر اختلالات است. محقق اصلي اين طرح که خود يک متخصص اطفال است در اظهاراتي عنوان مي‌دارد که اين حسگر را بيشتر براي غربالگري نوزادان از نظر اختلالات کمبود ايمني ترکيبي شديد طراحي و ساخته است، زيرا اين حسگر قابليت تشخيص تعداد کم سلول‌هاي T را دارد که نشانه اصلي اين گروه از بيماري‌ها محسوب مي‌شود. با استفاده از اين حسگر مي‌توان در عرض 15 دقيقه به نتيجه دلخواه رسيد. اين حسگر قابليت پيگيري بيماران را به روش آسان فراهم مي‌کند که خود از مزاياي ديگر آن به حساب مي‌آيد. در اين دستگاه از يون پتاسيم استفاده شده که به عنوان waveguide عمل مي‌کند.

دانشمندان دانشگاه پرینستون موفق به ساخت حسگر دهاني به نازکی کاغذ شده‌اند که قابل خالکوبی بر روی دندان بوده و به عنوان یک سیستم هشدار اولیه فوق حساس برای تشخيص بیماری‌ها از راه تنفس فرد عمل می‌کند. این حسگر از گرافن ساخته شده و قادر به شناسایی باکتری و انتقال اطلاعات به کادر پزشکی است. در آزمایشات انجام شده، یک داوطلب روی این حسگر که بر دندان‌های یک گاو کاشته شده بود، به تنفس پرداخته و این حسگر توانست مولکول‌های باکتری موجود در نفس وی را شناسایی کند. این حسگر بی‌سیم، قابل نصب بر روی دندان بوده و قادر به تشخیص عفونت و انتقال اطلاعات به متخصصان پزشکی است. محققان بر این باورند که می‌توان از این حسگرها برای کارکنان ارتش حاضر در میدان جنگ جهت تشخیص امکان عفونی شدن جراحات آنها یا در بیمارستان‌ها بر روی بیمارانی که به دلیل سیستم ایمنی ضعیف در برابر باکتری‌ها آسیب پذیر هستند، استفاده کرد. محققان در حال حاضر مشغول برنامه‌ریزی برای کسب مجوز و تجاری کردن این دستگاه هستند.