स्पाइडर सिल्क में लोच, तन्य शक्ति, बायोडिग्रेडेबिलिटी और बायोकम्पैटिबिलिटी जैसे बेहतर गुण होते हैं। इन गुणों के कारण, बायोमेडिकल अनुप्रयोगों में नियोजित विभिन्न ऑप्टिकल घटकों को मकड़ी रेशम का उपयोग करके निर्मित किया गया है।
इस अध्ययन में ताइवान इंस्ट्रूमेंट रिसर्च इंस्टीट्यूट और ताइपे मेडिकल यूनिवर्सिटी के शोधकर्ताओं ने एक अत्यधिक संवेदनशील फाइबर ऑप्टिक विकसित किया है चीनी सेंसर मकड़ी रेशम के प्रकाश-मार्गदर्शक गुणों का उपयोग करके। सेंसर ग्लूकोज और अन्य प्रकार के चीनी समाधानों सहित जैविक समाधान के अपवर्तक सूचकांक में छोटे बदलावों का पता लगा सकता है और माप सकता है।
ताइवान में नेशनल यांग-मिंग चियाओ तुंग विश्वविद्यालय के शोध दल के नेता चेंग-यांग लियू ने कहा, “ग्लूकोज सेंसर मधुमेह वाले लोगों के लिए महत्वपूर्ण हैं, लेकिन ये उपकरण आक्रामक, असुविधाजनक और लागत-कुशल नहीं होते हैं। साथ मकड़ी रेशम इसके बेहतर ऑप्टोमैकेनिकल गुणों के लिए ध्यान आकर्षित करते हुए, हम वास्तविक समय में विभिन्न चीनी सांद्रता का ऑप्टिकली पता लगाने के लिए इस जैव-संगत सामग्री का उपयोग करना चाहते थे।
सेंसर व्यावहारिक, पुन: प्रयोज्य, कॉम्पैक्ट, जैव-संगत, लागत प्रभावी और अत्यधिक संवेदनशील है। इसका उपयोग समाधान के अपवर्तक सूचकांक में परिवर्तन के आधार पर फ्रुक्टोज, सुक्रोज और ग्लूकोज शर्करा की सांद्रता निर्धारित करने के लिए किया जा सकता है। चूंकि यह कॉम्पैक्ट है, यह जैसे दुर्गम क्षेत्रों तक पहुंच की अनुमति दे सकता है मस्तिष्क और दिल.
सेंसर विकसित करने के लिए, शोधकर्ताओं ने विशाल लकड़ी मकड़ी से ड्रैगलाइन स्पाइडर रेशम का उपयोग किया नेफिला पिलिप्स. रेशम, जिसका व्यास केवल 10 माइक्रोन है, को एक चिकनी सुरक्षात्मक सतह बनाने के लिए ठीक करने से पहले एक बायोकम्पैटिबल फोटोक्यूरेबल राल में लपेटा गया था। परिणामस्वरूप, 100 माइक्रोन-व्यास वाली ऑप्टिकल फाइबर संरचना बनाई गई, जिसमें मकड़ी का रेशम कोर के रूप में और राल आवरण के रूप में काम करता था। इसके बाद उन्होंने फ़ाइबर पर सोने की बायोकम्पैटिबल नैनोलेयर की परत चढ़ाकर उसकी संवेदी क्षमताओं को बढ़ाया।
इस प्रक्रिया से दो सिरे वाली, धागे जैसी संरचना तैयार हुई। फाइबर को एक छोर पर एक प्रकाश स्रोत और एक स्पेक्ट्रोमीटर से जोड़ा गया था, और दूसरे छोर को मापने के उद्देश्यों के लिए एक तरल नमूने में डुबोया गया था। इससे शोधकर्ताओं के लिए समाधान के अपवर्तक सूचकांक की पहचान करना और इसका उपयोग चीनी के प्रकार और इसकी एकाग्रता का पता लगाने के लिए करना संभव हो गया।
ताइवान में नेशनल यांग-मिंग चियाओ तुंग विश्वविद्यालय के शोध दल के नेता चेंग-यांग लियू ने कहा, "आगे के विकास के साथ, यह घरेलू चिकित्सा निगरानी उपकरणों और पॉइंट-ऑफ-केयर डायग्नोस्टिक और परीक्षण उपकरणों को बेहतर बना सकता है।"
शोधकर्ताओं ने फ्रुक्टोज, सुक्रोज, या की अज्ञात सांद्रता वाले समाधानों को मापकर सेंसर की पुनरावृत्ति और स्थिरता का परीक्षण किया। ग्लूकोज कमरे के तापमान पर शर्करा. उन्होंने एक वाणिज्यिक रेफ्रेक्टोमीटर से प्राप्त अपवर्तक सूचकांक माप के साथ सेंसर द्वारा उत्पादित प्रकाश तीव्रता स्पेक्ट्रा की तुलना करके सेंसर के प्रदर्शन को मात्रात्मक रूप से निर्धारित किया। सेंसर घोल में चीनी के प्रकार की पहचान करने और एकाग्रता का रीडआउट प्रदान करने में सक्षम था।
लियू कहा, “माप परिशुद्धता और संवेदन संवेदनशीलता जो हमने हासिल की है वह बताती है कि सेंसर अज्ञात चीनी समाधान की एकाग्रता का सटीक अनुमान लगा सकता है। इसके अलावा, हमारे प्रस्तावित सेंसर की संवेदन संवेदनशीलता मानव रक्त में पाए जाने वाले शर्करा सांद्रता की सीमा को पूरी तरह से शामिल करती है।
जर्नल संदर्भ:
- ह्वेन-पेई ई, जेलेन एंटोनिकोले नगन कोंग एट अल। बायोकम्पैटिबल स्पाइडर रेशम-आधारित धातु-ढांकता हुआ फाइबर ऑप्टिक चीनी सेंसर। बायोमेडिकल ऑप्टिक्स एक्सप्रेस, 2022; 13 (9): 4483 DOI: 10.1364/बीओई.462573
