وبمساعدة الباحث الإيراني كاميار بهروزي، قدم الفريق البحثي تقنية جديدة لأجهزة استشعار حيوية منخفضة التكلفة، تزيد من حساسية الاختبارات المنزلية السريعة لمسببات الأمراض مثل فيروس كورونا بمقدار 100 ضعف.
ويمكن لهذه الطريقة التشخيصية أن توفر أيضاً فحوصات سريعة لأمراض خطيرة أخرى مثل سرطان البروستاتا وتعفن الدم “الإنتان”.
وتمكن باحثون من جامعة كاليفورنيا في بيركلي من تطوير اختبار تشخيصي مبتكر يجمع بين ظاهرة التبخر الطبيعية المعروفة بـ”تأثير حلقة القهوة” وتقنية البلازمونيك والذكاء الاصطناعي. ويعمل هذا النظام على كشف المؤشرات الحيوية للأمراض بدقة عالية خلال دقائق معدودة. ويعتمد الاختبار على ظاهرة فيزيائية حيث تتركز الجسيمات النانوية عند حواف القطرة أثناء عملية التبخر، مما يعزز إشارات الكشف.
كاميار بهروزي، الباحث الإيراني الحاصل حديثاً على الدكتوراه في أنظمة الميكروإلكتروميكانيكال وهندسة النانو من جامعة بيركلي، أوضح أن هذه الطريقة البسيطة والفعالة تقدم نتائج عالية الدقة في وقت قياسي مقارنة بالطرق التشخيصية الحالية.
هذا الابتكار يفتح آفاقاً جديدة لتطوير أدوات تشخيصية أكثر اقتصادية وإتاحة، خاصة في المناطق محدودة الموارد، مع إمكانية تطبيقه في الكشف عن الأورام وتشخيص الإنتان ومراقبة الأمراض المزمنة.
وفي عام 2020، طور الباحث الإيراني كاميار بهروزي مستشعراً للكشف عن كوفيد-19، حيث لاحظ أن قطرات المحلول الاختباري تترك بقعاً دائرية الشكل بعد جفافها. واكتشف بهروزي إمكانية استخدام ظاهرة “تأثير حلقة القهوة” لتركيز جسيمات الفيروس، مما يسهل عملية الكشف عنها.
وتعتمد التقنية على استخدام جسيمات نانوية بلازمونية تتفاعل مع الضوء بطريقة خاصة. يتم إجراء الاختبار بوضع قطرة من العينة “مثل مسحة الأنف أو الفم” على غشاء، حيث تتركز المؤشرات الحيوية للمرض في الحلقة الدائرية أثناء الجفاف. ثم تُضاف قطرة ثانية تحتوي على الجسيمات النانوية البلازمونية.
وعند وجود المؤشرات الحيوية للمرض، تتجمع الجسيمات النانوية بأنماط مميزة تغير طريقة تفاعل الضوء مع الغشاء. يمكن رصد هذه التغيرات إما بالعين المجردة أو عبر تطبيق على الهاتف الذكي.
وتوفر هذه الطريقة نتائج دقيقة في أقل من 12 دقيقة، مع حساسية تفوق الاختبارات التقليدية بمئة ضعف في كشف فيروس كوفيد-19.
