دستگاه جدید حسگر فیبر نوری، نشانگرهای زیستی کلیدی را به دنبال آسیب مغزی تروماتیک نظارت می کند

دستگاه جدید حسگر فیبر نوری، نشانگرهای زیستی کلیدی را به دنبال آسیب مغزی تروماتیک نظارت می کند

نتایج "امیدبخش" حاصل از آزمایش‌های روی بافت‌های مغز حیوانات نشان می‌دهد که می‌تواند به پزشکان کمک کند تا پیشرفت بیماری و پاسخ بیماران به درمان را بهتر از آنچه در حال حاضر ممکن است نظارت کنند، که نشان‌دهنده پتانسیل بالایی برای آزمایش‌های تشخیصی آینده در انسان است.

 

بیوفوتونیک برای تشخیص تشخیصی وزیکول های خارج سلولی

خلاصه

وزیکول های خارج سلولی (EVs) حامل های همه کاره ای برای نشانگرهای زیستی هستند که در پاتوژنز چندین اختلال انسانی نقش دارند. علیرغم افزایش علاقه علمی و تجاری به کاربرد EV در تشخیص، تکنیک‌های بیومولکولی سنتی معمولاً به مقدار نمونه ثابت نیاز دارند، به روش‌های وابسته به اپراتور و زمان‌بر متکی هستند و نمی‌توانند با محدوده اندازه نانو EVها کنار بیایند و حساسیت و تکرارپذیری را محدود می‌کنند. نتایج. استفاده از بیوفوتونیک، یعنی روش‌های مبتنی بر نور، برای تشخیص تشخیصی وسایل نقلیه الکتریکی منجر به توسعه پلتفرم‌های نوآورانه با حساسیت عالی شده است. در این بررسی، ما یک مرور کلی از امیدوارکننده‌ترین و نوظهورترین فناوری‌های مورد استفاده در زمینه کشف نشانگرهای زیستی مرتبط با EV ارائه می‌کنیم. هنگامی که روی نمونه‌های بالینی آزمایش می‌شود، رویکردهای بیوفوتونیکی گزارش‌شده در اکثر موارد موفق به تمایز بین نانووزیکول‌ها و آلاینده‌ها شده‌اند، وضوح بسیار بالاتری در مقایسه با روش‌های سنتی به دست آورده‌اند و به دقت تشخیصی متوسط ​​تا عالی رسیده‌اند، بنابراین پتانسیل‌های زیادی برای ترجمه بالینی خود نشان می‌دهند.

واژه‌های کلیدی: بیوفوتونیک. حسگر زیستی؛ تشخیص؛ وزیکول های خارج سلولی؛ بیوپسی مایع

سنسورهای کوانتومی فعالیت مغز را با دقت دقیق اندازه گیری می کنند

بر اساس نتایج یک مطالعه دانشگاه ساسکس (انگلستان) می توان از حسگرهای کوانتومی برای نشان دادن نشانگرهای اولیه بیماری های مغزی در فضا و زمان استفاده کرد. محققان نشان دادند که حسگرهای کوانتومی، هنگامی که با مگنتوآنسفالوگرافی (MEG) استفاده می‌شوند، می‌توانند تغییرات در مغز، مانند کاهش سرعت فعالیت مغز را از نظر فضایی و زمانی ردیابی کنند.

به گفته محققان، در آینده، این حسگرها می توانند برای اسکن دوره ای بیماران برای بررسی تغییرات در فعالیت مغز استفاده شوند.

پروفسور پیتر کروگر، سرپرست آزمایشگاه سیستم‌ها و دستگاه‌های کوانتومی در دانشگاه ساسکس، گفت: «سنسورها حاوی گازی از اتم‌های روبیدیم هستند. پرتوهای نور لیزر به اتم ها می تابد، و زمانی که اتم ها تغییراتی را در یک میدان مغناطیسی تجربه می کنند، نور را به طور متفاوتی ساطع می کنند. نوسانات در نور ساطع شده تغییراتی را در فعالیت مغناطیسی در مغز نشان می دهد.

محققان در این کار از دو نوع حسگر استفاده کردند: مغناطیس‌سنج‌های پمپ شده نوری (OPM) و دستگاه‌های تداخل کوانتومی ابررسانا (SQUID). هر دو برای اندازه گیری پاسخ مغز مورد استفاده قرار گرفتند و هر دو حسگر با MEG، یک تکنیک غیرتهاجمی برای شناسایی و ثبت میدان های مغناطیسی مرتبط با فعالیت الکتریکی در مغز، جفت شدند.

این تیم با استفاده از OPM و SQUID برای اندازه‌گیری پاسخ‌های مغز به محرک‌های فلاش و معکوس الگو، سیگنال‌های بسیار تکرارپذیر را با هماهنگی بین شرکت‌کنندگان مختلف در آزمایش و محرک‌های بصری مختلف مشاهده کردند.

محققان گفتند که معمولاً MEG با آرایه SQUID برای اندازه گیری میدان های مغناطیسی مغز استفاده می شود. با این حال، در حالی که هر دو حسگر در آزمایش‌ها عملکرد خوبی داشتند، محققان دریافتند که OPM-MEG در ردیابی سیگنال‌های مغز در فضا و زمان بهتر از SQUID-MEG است. آنها معتقدند که دلیل اصلی این امر این است که سنسورهای OPM را می توان نزدیکتر از SQUIDها به قشر بینایی قرار داد.

سپس محققان میدان‌های مغزی برانگیخته بصری را ثبت کردند تا نشان دهند که حسگرهای نزدیک‌تر می‌توانند برای بهبود وضوح زمانی مورد سوء استفاده قرار گیرند. وضوح زمانی OPM ها در مقایسه با SQUID ها بهبودی دو برابری را نشان داد.

آزمایش‌ها نشان داد که OPM-MEG می‌تواند سیگنال‌های عصبی فیزیولوژیکی با منشأ مشترک را در مکان‌های مختلف در زمان‌های مختلف ثبت کند. ضبط همزمان بردار میدان‌های مغزی برانگیخته بصری در قشر بینایی اولیه و انجمنی، جایی که محققان به طور مداوم یک تاخیر زمانی بین 10 تا 20 میلی‌ثانیه پیدا کردند، توانایی ردیابی سیگنال فضایی-زمانی را بهبود بخشید.

آکاترینی جیالوپسو، محقق، گفت: «ما برای اولین بار نشان دادیم که حسگرهای کوانتومی می‌توانند نتایج بسیار دقیقی از نظر مکان و زمان تولید کنند. در حالی که تیم‌های دیگر مزایایی را از نظر مکان‌یابی سیگنال‌ها در مغز نشان داده‌اند، این اولین باری است که حسگرهای کوانتومی از نظر زمان‌بندی سیگنال‌ها تا این اندازه دقیق هستند.

به گفته کروگر، فناوری کوانتومی چیزی است که حسگرها را بسیار دقیق می کند. او گفت: «سنسورهای کوانتومی در چند میلی ثانیه و در چند میلی متر دقیق هستند. حسگرهای بسیار دقیق می‌توانند به دانشمندان اجازه دهند سیگنال‌های مغز را به روش‌هایی ردیابی کنند که برای انواع دیگر حسگرها غیرقابل دسترس است.

به عنوان یک ابزار تحقیقاتی غیرتهاجمی، حسگر کوانتومی OPM-MEG می‌تواند اطلاعاتی در مورد سیگنال‌های انتشار، مکان‌یابی منبع، سرعت عصبی و مدارهای مغزی ارائه دهد. مزایای OPM-MEG می تواند در سطوح تحقیقاتی و بالینی مهم باشد - وضوح مکانی و زمانی بالای آن می تواند به دانشمندان اجازه دهد تا شبکه های عصبی را بهتر بررسی کنند. همچنین می تواند در جمعیت های بالینی در مراحل مختلف یک بیماری استفاده شود.

علاوه بر این، در بیماران با علائم شناختی خفیف، حسگرها می توانند برای نظارت بر پیشرفت بیماری در طول سال ها و ارزیابی پاسخ درمانی استفاده شوند. در مرحله پیش بالینی، حسگرها می توانند برای شناسایی نشانگرهای زیستی بالقوه برای افرادی که در معرض خطر ابتلا به بیماری مانند بیماری آلزایمر هستند، استفاده شود.

جیالوپسو گفت: "امید ما با این پیشرفت است که با کشف این عملکرد پیشرفته اسکنرهای مغز کوانتومی، دری به روی پیشرفت‌های بیشتری باز شود که می‌تواند انقلاب کوانتومی در علوم اعصاب ایجاد کند." این مهم به این دلیل است که اگرچه اسکنرها در مراحل ابتدایی خود هستند، اما پیامدهایی برای پیشرفت‌های آینده دارد که می‌تواند منجر به تشخیص زودهنگام حیاتی بیماری‌های مغزی مانند ALS، MS و حتی آلزایمر شود. این چیزی است که به ما به عنوان یک تیم انگیزه می دهد."

حسگرهای زیستی و فناوری نانو: برنامه های کاربردی در تشخیص مراقبت های بهداشتی

شرح

طیف گسترده ای از اطلاعات را از اصول اولیه تا کاربردهای پیشرفته حسگرهای زیستی و نانومواد در تشخیص مراقبت های بهداشتی ارائه می دهد

این کتاب از رویکردی چند رشته ای برای ارائه طیف وسیعی از اطلاعات در مورد حسگرهای زیستی و تأثیر فناوری نانو بر توسعه حسگرهای زیستی برای مراقبت های بهداشتی استفاده می کند. این یک زمینه جامد در زمینه حسگرهای زیستی ، گیرنده های تشخیص ، نشانگرهای زیستی و تشخیص بیماری ها ارائه می دهد. مروری بر برنامه های کاربردی مراقبت های بهداشتی مبتنی بر حسگر زیستی پرداخته شده است. کاربردهای نانومواد در حسگرهای زیستی و تشخیصی شامل کاربرد نانوذرات ، نانومواد مغناطیسی ، نقاط کوانتومی ، نانولوله های کربنی ، گرافن و نانوساختارهای چاپ شده مولکولی است. مبحث سیستم های مراقبت های بهداشتی مخصوص اندام با استفاده از حسگرهای زیستی نیز برای ارائه بینش عمیق نسبت به پیشرفت های اخیر در تشخیص بیماری ها گنجانده شده است.

حسگرهای زیستی و فناوری نانو: برنامه های کاربردی در تشخیص مراقبت های بهداشتی شامل 15 فصل است که در چهار بخش ارائه شده و توسط 33 محقق که به طور فعال در آلمان ، انگلستان ، ایتالیا ، ترکیه ، دانمارک ، فنلاند ، رومانی ، مالزی و برزیل کار می کنند نوشته شده است. این نشانگرهای زیستی را در مراقبت های بهداشتی پوشش می دهد. ریزسیالات در تشخیص پزشکی ؛ تکنیک های حسگر زیستی مبتنی بر SPR ؛ فناوری های حسگر زیستی مبتنی بر پیزوالکتریک ؛ روشهای شمارش سلول مبتنی بر MEMS. سکوهای آزمایشگاهی روی تراشه ؛ برنامه های نوری برای موارد سرطان ؛ و بیشتر.

در مورد آخرین فناوری و پیشرفت های حوزه حسگرهای زیستی و کاربردهای آنها برای تشخیص مراقبت های بهداشتی بحث می کند

تمرکز ویژه بر حسگرهای زیستی برای سرطان

خلاصه ای از تحقیقات 30 سال گذشته و ارتباط آن با فناوری های روز دنیا

حسگرهای زیستی و فناوری نانو: برنامه های کاربردی در تشخیص مراقبت های بهداشتی یک کتاب عالی برای محققان ، دانشمندان ، تنظیم کننده ها ، مشاوران و مهندسان در این زمینه و همچنین برای دانشجویان تحصیلات تکمیلی است که در این زمینه مطالعه می کنند.

آشکارسازهای مادون قرمز در کاربردهای پزشکی

آشکارسازهای مادون قرمز سیستم VIGO و ماژول های تشخیصی در محدوده های طیفی MWIR و LWIR می توانند در طیف وسیعی از کاربردهای بیولوژیکی ، بیوتکنولوژیکی و پزشکی شامل تجزیه و تحلیل تنفس انسان ، آزمایش خون غیر تهاجمی ، دندانپزشکی ، داروخانه و تجزیه ترکیب پروتئین باشند. برخی از آنها در زیر توضیح داده شده است.

مفاهیم بنیادی مرتبط با تصویربرداری مولکولی لیزر

1 مفاهیم بنیادی مربوط به تصویربرداری مولکولی لیزر

معرفی

1.1 نشانگرهای زیستی مولکولی

      1.1.1 مفهوم نشانگر زیستی

      1.1.2 گروههای نشانگرهای زیستی مولکولهای "omics"

      1.1.3 رویکرد تشخیص الگو برای پروفایل متابولیک 

فیزیک تصویربرداری پزشکی

این کنفرانس تمام جنبه های تشکیل تصویر در تصویربرداری پزشکی ، از جمله سیستم هایی که از اشعه یونیزان (اشعه ایکس ، اشعه گاما) یا تکنیک های غیر یونیزه کننده (اولتراسوند ، نوری ، حرارتی ، رزونانس مغناطیسی یا تصویربرداری از ذرات مغناطیسی) استفاده می کند را پوشش می دهد. مقالاتی با ماهیت نظری یا مقالاتی که نتایج تجربی جدید و کاربردهای آنها را با استفاده از تکنیک های هوش مصنوعی گزارش می دهند ، دعوت می شوند. 

کاربردهای پزشکی تصویربرداری مولکولی لیزر و یادگیری ماشین

سنجش بیوسنسور کریستال فوتونیک (PC)

نانومواد در پزشکی

برای دهه ها ، انسان در مورد درمان بسیاری از بیماری ها و بیماری ها کاوش کرده است. دانشمندان اکنون معتقدند که فناوری نانو می تواند آن معجزه را انجام دهد. نانومواد در پزشکی تلاشی برای محدود کردن یا معکوس کردن فرآیندهای آسیب شناختی است و مزایای آن به دلیل ویژگی های خاص آنها مانند ظرفیت تعامل با سیستم های بیولوژیکی با درجه بالایی از ویژگی است. هدف نهایی پزشکی نانو شناسایی و درمان بیماریها در اسرع وقت در سطح زیر سلول است. کاربرد فناوری نانو در پزشکی از تشخیص تا درمان متفاوت است.