המחקר מתמקד בשימוש בסנסורים ננומטריים פלואורסנטיים בטווח האינפרא-אדום לגילוי מולקולות רנ"א ששינוי בריכוזן מעיד על התפתחות מחלות, כך שהן מהוות סמנים מוצלחים וספציפיים לאבחון מוקדם. זיהוי אופטי באמצעות חיישנים פלואורסנטיים מציע יתרונות כמו תוצאה מיידית, שימוש בנפחי דגימה קטנים, ותגובה יציבה לאורך זמן. המחקר פורסם בעיתון ACS sensors ונבחר להופיע על שער העיתון.
בתמונה – שער העיתון ACS sensors המציג את הננוסנסורים המבוססים על ננו-צינוריות מפחמן
במעבדה של פרופ' גילי ביסקר, מתמקדים בננו-צינוריות פחמן הפולטות פלורסנציה בתחום האינפרא-אדום הקרוב ובכך פועלות באזור השקיפות של דוגמאות ביולוגיות. יכולת הסנסורים לזהות מולקולות קטנות תלויה בשינויים בעוצמת הפליטה הפלורסנטית או בשינוי באורך הגל שנגרמים על ידי קישור מולקולת המטרה לפני השטח של הסנסורים. תכנון נכון של עטיפת הננו-צינוריות בצורה סינתטית יוצר שטח פנים היכול להגיב או להיקשר למולקולות קטנות בצורה ספציפיות בסביבה ביולוגית מורכבת.
המחקר מתמקד בתהליך זיהוי וסינון של ננוסנסורים להתקף לב על ידי שימוש במולקולות RNA לזיהוי מוקדם. העבודה כללה יצירת ספרייה של חמישה ננו-סנסורים עם רצפי דנ"א שונים ובדיקת תגובתם למטרות מסוג דנ"א או רנ"א בסביבה פשוטה, ולאחר מכן, בסביבה מורכת המדמה יותר דגימות דם.
מתוך חמישה חיישנים שנבדקו, רק חלק הראו תגובה למולקולת המטרה בסביבה הסטרילית, ומתוכם נמצא סנסור אחד מתאים שהציג תגובה פלורסנטית מבטיחה לרצף המטרה שלו גם בסביבה המורכבת. בדיקות נוספות אישרו את הרגישות והספציפיות של הסנסור לרצף המטרה שלו אפילו בסביבה המכילה רצפים אחרים רבים.
באיור-ניתן לראות את תהליך הזיהוי והסינון שבוצע על מנת למצוא את הסנסור המתאים ביותר לזיהוי מוקדם של התקף לב. מתוך 5 רצפים שונים שנבדקו בסביבה הפשוטה של בופר בלבד, רק 3 מהם הראו שינויים בפלורסנציה כתגובה לרצפי המטרה. כאשר נבדקו הסנסורים בסביבה ביולוגית מורכבת יותר, סרום, סנסור אחד הגיב לרצף המטרה שלו, ובכך הוא נבחר להמשך העבודה.
המחקר בהובלת עדי הנדלר-נוימרק במעבדה של פרופ׳ ביסקר, מדגיש את הפוטנציאל של הננוסנסורים המבוססים על ננו-ציונוריות מפחמן כחיישנים אופטיים לאיתור מוקדם של התקף לב. בנוסף, הודגמה החשיבות של ביצוע הניסויים המבוססים על דגימות ביולוגיות בסביבה המתאימה עבור פיתוח החיישן. שיטת הסינון והבחירה יכולה להתאים לספריות אחרות של ביוסמנים וטכנולוגיות סנסורים ננומטריים נוספות, ומציעה דרך יצירה והתאמה של חיישנים חדשים.
