স্পাইডার সিল্ক উচ্চতর বৈশিষ্ট্য যেমন স্থিতিস্থাপকতা, প্রসার্য শক্তি, বায়োডিগ্রেডেবিলিটি এবং বায়োকম্প্যাটিবিলিটি তৈরি করে। এই বৈশিষ্ট্যগুলির কারণে, বায়োমেডিকাল অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে নিযুক্ত বিভিন্ন অপটিক্যাল উপাদানগুলি স্পাইডার সিল্ক ব্যবহার করে তৈরি করা হয়েছে।
এই গবেষণায়, তাইওয়ান ইনস্ট্রুমেন্ট রিসার্চ ইনস্টিটিউট এবং তাইপেই মেডিকেল বিশ্ববিদ্যালয়ের গবেষকরা একটি অত্যন্ত সংবেদনশীল ফাইবার অপটিক তৈরি করেছেন। চিনির সেন্সর মাকড়সা রেশমের আলো-নির্দেশক বৈশিষ্ট্যগুলি ব্যবহার করে। সেন্সর গ্লুকোজ এবং অন্যান্য ধরণের চিনির দ্রবণ সহ একটি জৈবিক দ্রবণের প্রতিসরণ সূচকের ছোট পরিবর্তনগুলি সনাক্ত এবং পরিমাপ করতে পারে।
তাইওয়ানের ন্যাশনাল ইয়াং-মিং চিয়াও তুং বিশ্ববিদ্যালয়ের গবেষক দলের নেতা চেং-ইয়াং লিউ বলেছেন, "ডায়াবেটিসে আক্রান্ত ব্যক্তিদের জন্য গ্লুকোজ সেন্সরগুলি অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ, কিন্তু এই ডিভাইসগুলি আক্রমণাত্মক, অস্বস্তিকর এবং খরচ-দক্ষ নয়। সঙ্গে মাকড়সা সিল্ক এর উচ্চতর অপটোমেকানিকাল বৈশিষ্ট্যগুলির জন্য মনোযোগ আকর্ষণ করে, আমরা রিয়েল-টাইমে অপটিক্যালি বিভিন্ন চিনির ঘনত্ব সনাক্ত করতে এই বায়োকম্প্যাটিবল উপাদান ব্যবহার করে অন্বেষণ করতে চেয়েছিলাম।"
সেন্সরটি ব্যবহারিক, পুনঃব্যবহারযোগ্য, কমপ্যাক্ট, জৈব সামঞ্জস্যপূর্ণ, ব্যয়-কার্যকর এবং অত্যন্ত সংবেদনশীল। এটি একটি সমাধানের প্রতিসরণ সূচক পরিবর্তনের উপর ভিত্তি করে ফ্রুক্টোজ, সুক্রোজ এবং গ্লুকোজ শর্করার ঘনত্ব নির্ধারণ করতে ব্যবহার করা যেতে পারে। যেহেতু এটি কমপ্যাক্ট, এটি হার্ড-টু-নাগালের এলাকায় অ্যাক্সেসের অনুমতি দিতে পারে যেমন মস্তিষ্ক এবং হৃদয়.
সেন্সর বিকাশের জন্য, গবেষকরা দৈত্য কাঠের মাকড়সা থেকে ড্রাগলাইন স্পাইডার সিল্ক ব্যবহার করেছেন নেফিলা পাইলিপস. সিল্ক, যার ব্যাস মাত্র 10 মাইক্রন, একটি মসৃণ প্রতিরক্ষামূলক পৃষ্ঠ তৈরি করার জন্য নিরাময় করার আগে একটি বায়োকম্প্যাটিবল ফটোকিউরেবল রজনে আবদ্ধ ছিল। ফলস্বরূপ, একটি 100 মাইক্রন-ব্যাসের অপটিক্যাল ফাইবার কাঠামো তৈরি করা হয়েছিল, যেখানে মাকড়সার সিল্কটি মূল এবং রজনটি ক্ল্যাডিং হিসাবে কাজ করে। তারপরে তারা সোনার একটি জৈব সামঞ্জস্যপূর্ণ ন্যানোলেয়ারের সাথে প্রলেপ দিয়ে ফাইবারের সেন্সিং ক্ষমতাকে উন্নত করে।
এই পদ্ধতিটি একটি দ্বি-শেষ, থ্রেড-এর মতো কাঠামো তৈরি করেছিল। ফাইবারটি একটি আলোর উত্স এবং একটি স্পেকট্রোমিটারের সাথে সংযুক্ত ছিল এবং অন্য প্রান্তটি পরিমাপের উদ্দেশ্যে একটি তরল নমুনায় নিমজ্জিত ছিল। এটি গবেষকদের পক্ষে সমাধানের প্রতিসরণ সূচক সনাক্ত করা এবং চিনির ধরণের এবং এর ঘনত্ব নিশ্চিত করতে এটি ব্যবহার করা সম্ভব করে তোলে।
তাইওয়ানের ন্যাশনাল ইয়াং-মিং চিয়াও তুং বিশ্ববিদ্যালয়ের গবেষক দলের নেতা চেং-ইয়াং লিউ বলেছেন, "আরো উন্নয়নের সাথে, এটি বাড়িতে আরও ভাল চিকিৎসা পর্যবেক্ষণ ডিভাইস এবং পয়েন্ট-অফ-কেয়ার ডায়াগনস্টিক এবং টেস্টিং ডিভাইসের দিকে নিয়ে যেতে পারে।"
গবেষকরা ফ্রুক্টোজ, সুক্রোজ বা অজানা ঘনত্বের সাথে সমাধান পরিমাপ করে সেন্সরের পুনরাবৃত্তিযোগ্যতা এবং স্থায়িত্ব পরীক্ষা করেছেন গ্লুকোজ ঘরের তাপমাত্রায় চিনি। তারা পরিমাণগতভাবে সেন্সর দ্বারা উত্পাদিত আলোর তীব্রতা বর্ণালী তুলনা করে একটি বাণিজ্যিক প্রতিসরণ মিটারের সাথে অর্জিত প্রতিসরাঙ্ক সূচক পরিমাপের সাথে সেন্সরের কার্যকারিতা নির্ধারণ করে। সেন্সর উভয়ই দ্রবণে চিনির ধরন সনাক্ত করতে এবং ঘনত্বের একটি রিডআউট প্রদান করতে সক্ষম হয়েছিল।
লিউ বলেছেন, “আমরা যে পরিমাপের নির্ভুলতা এবং সংবেদনশীল সংবেদনশীলতা অর্জন করেছি তা পরামর্শ দেয় যে সেন্সরটি একটি অজানা চিনির দ্রবণের ঘনত্ব সঠিকভাবে অনুমান করতে পারে। অধিকন্তু, আমাদের প্রস্তাবিত সেন্সরের জন্য সংবেদনশীল সংবেদনশীলতা সম্পূর্ণরূপে মানুষের রক্তে পাওয়া চিনির ঘনত্বের পরিসরকে অন্তর্ভুক্ত করে।"
জার্নাল রেফারেন্স:
- Hsuan-Pei E, Jelene Antonicole Ngan Kong et al. বায়োকম্প্যাটিবল স্পাইডার সিল্ক-ভিত্তিক ধাতু-অস্তরক ফাইবার অপটিক চিনির সেন্সর। বায়োমেডিকাল অপটিক্স এক্সপ্রেস, 2022; 13 (9): 4483 DOI: 10.1364/BOE.462573
