سنسور پروتئین (Protein Sensor)، در فیزیک (Physics)
انواع حسگرها (Sensor) را در آموزش زیر شرح دادیم :
سنسور پروتئین (Protein Sensor) :
سنسور پروتئین یک بیوسنسور است که برای تشخیص و اندازه گیری غلظت یک پروتئین خاص در یک نمونه (مانند خون، بزاق) طراحی شده است. پروتئین ها نقش های حیاتی در بدن دارند و تغییر در غلظت آنها می تواند نشان دهنده بیماری ها باشد (بیومارکرها). سنسورهای پروتئین در تشخیص زودهنگام بیماری ها، پایش درمان، و تحقیقات زیستی کاربرد گسترده دارند.
روش های اصلی تشخیص پروتئین در سنسورها:
ایمونوسنسور (Immunosensor): رایج ترین روش. بر اساس واکنش اختصاصی آنتی بادی-آنتی ژن. آنتی بادی (کاوشگر) روی سطح مبدل تثبیت می شود. اتصال پروتئین هدف (آنتی ژن) باعث ایجاد سیگنال می شود. روش های تشخیص می تواند الکتروشیمیایی (با برچسب آنزیمی)، نوری (SPR، فلورسانس)، یا پیزوالکتریک (QCM) باشد.
آپتامر (Aptamer-based): آپتامرها رشته های کوتاه DNA یا RNA هستند که می توانند به طور اختصاصی به پروتئین های هدف متصل شوند. آنها به عنوان جایگزین آنتی بادی با پایداری بالاتر و هزینه کمتر مطرح شده اند. سنسورهای آپتامری (aptasensors) از این مولکول ها به عنوان عنصر شناساگر استفاده می کنند.
گیرنده های پروتئینی (Protein Receptors): استفاده از گیرنده های طبیعی پروتئین ها.
در ایمونوسنسورها، دو فرمت رایج وجود دارد: ساندویچی (غیررقابتی) و رقابتی. در فرمت ساندویچی، از دو آنتی بادی استفاده می شود: آنتی بادی اول برای به دام انداختن پروتئین هدف روی سطح، و آنتی بادی دوم نشاندار (معمولا با آنزیم) برای تشخیص. این روش برای پروتئین های با اندازه بزرگ مناسب است. برای مولکول های کوچک (مانند هورمون ها) از فرمت رقابتی استفاده می شود.
مزایا:
انتخاب پذیری بالا (با استفاده از آنتی بادی یا آپتامر).
حساسیت بالا (قابلیت تشخیص غلظت های بسیار پایین).
تشخیص سریع (نسبت به روش های سنتی مانند ELISA).
معایب:
پیچیدگی و هزینه بالای تولید آنتی بادی ها.
پایداری محدود آنتی بادی ها (در برابر دما).
اتصال غیراختصاصی (نیاز به بهینه سازی سطح).
\[ \text{سیگنال} \propto [Protein] \]کاربردها: تشخیص بیومارکرهای سرطان (مانند PSA، CA-125)، تشخیص بیماری های قلبی (تروپونین)، پایش دیابت (C-peptide)، تشخیص بیماری های عصبی (پروتئین tau، آمیلوئید بتا)، و تشخیص عوامل بیماری زا (پروتئین های ویروسی مانند پروتئین اسپایک SARS-CoV-2).
