تصویر: خارج از آزمایشگاه و در داخل زندگی واقعی. مایک بلیث.
 
این ایده از یک فیلم هالیوودی با یک وسیله‌ی غیر ممکن نیست، بلکه محققان در دانشگاه کالیفرنیا لس آنجلس UCLA، از معتبرترین دانشگاه های تحقیقاتی آمریکا و جهان، موفق به تولید دستگاهی شده‌اند که قادر به شناسایی ویروس و ذرات کوچکتر از یک هزارم قطر موی انسان است. این وسیله وزنی کمتر از یک پوند دارد.
 
در این دستگاه تکنولوژی سه بعدی به کار می‌رود و از یک دیود (وسیله‌ای الکترونیکی که امکان عبور جریان الکتریکی را فقط از یک جهت می‌دهد) لیزری برای روشن نمودن نمونه‌ها استفاده می‌کند.
 
آیدوگان ازکان مخترع، استاد مهندسی برق و مهندسی پزشکی در دانشگاه UCLA گفته است این نخستین باری است که ویروس‌ها و نانو ذرات با استفاده از سیستمی شناسایی می‌شوند که بر روی گوشی همراه هوشمند نصب شده و قابل حمل و نقل است. او همچنین گفت این وسیله می‌تواند باعث کاربرد نانو تکنولوژی و تست‌های زیست پزشکی در زندگی روزمره در محیط اطراف و حتی مناطق دور افتاده و محروم‌ گردد.
 
 
تصویر: میکروسکوپی که با یک گوشی هوشمند فیت می‌شود. گروه تحقیقاتی اُزکان.
 
این وسیله در یک منطقه‌ی محروم مانند آفریقا می‌تواند بسیار مفید باشد زیرا بیشتر کادر درمان در حالی آموزش دیده‌اند که به ابزار آزمایشگاهی مجهز به تکنولوژی بالا و از این دست سیستم‌های تشخیصی تصویر برداری، دسترسی نداشته‌اند. این دستگاه کوچک قابل حمل و نقل مقرون به صرفه در مناطق محروم کمک تشخیصی زیادی به شناسایی باکتری‌ها و ویروس‌ها و عفونت‌ها می‌کند.
 
از این میکروسکوپ هوشمند می‌توان در ویروس شناسی برای تشخیص ویروس نقص ایمنی انسانی HIV و هپاتیت ب HBV استفاده کرد.
 
قطر ویروس نقص ایمنی انسانی HIV، 120 نانو متر است و ویروس هپاتیت ب کوچکتر و در حد نصف اندازه‌ی HIV است و قطر آن 60 نانو متر است. تیم تحقیقاتی کالیفرنیا لس آنجلس UCLA از این وسیله برای تشخیص ذرات ویروس سیتومگالو ویروس انسانی (از خانواده‌ی هرپس ویروس‌ها) با قطری در حدود 150 تا 300 نانو متر استفاده کردند. برای تصور این مقیاس و اندازه‌ی این ویروس‌ها، توجه داشته باشید که قطر موی انسان صد هزار نانو متر است.
 
به طور معمول شناسایی ویروس از طریق دستگاه PCR صورت می‌گیرد. این دستگاه ویروس‌ها را در نمونه‌ای که به آن داده شده است، از طریق همانند سازی افزایش داده و تعداد آن‌ها را شمارش می‌کند. اهمیت دستگاه PCR در این است که ما هیچ گاه نمی‌توانیم مقادیر بسیار کم را مورد سنجش و بررسی قرار دهیم. لذا با افزایش تعداد کپی‌های آن می‌توان به راحتی نمونه خود را مورد بررسی قرار داد. امروزه دستگاه‌های PCR در بیشتر آزمایشگاه‌های آفریقا وجود دارند اما هزینه‌ی این آزمایشات بسیار بالاست.
 
سؤالات زیادی در باره‌ی میکروسکوپ هوشمند وجود دارد که نخستین و مهم‌ترین سؤال در مورد نقش این وسیله در تشخیص است.
 

تشخیص در محیط باز

برای هر تست تشخیصی، حساسیت و اختصاصی بودن آن اهمیت ویژه‌ای دارد. شمارش بار ویروسی نشان دهنده‌ی میزان آلودگی فرد است. شناسایی تنها یک ویروس با استفاده از میکروسکوپ هوشمند بدون دستگاه گران قیمت PCR، برای تست‌های آزمایشگاهی تشخیص ویروس یک موفقیت بزرگ محسوب می‌شود.
 
روش‌های کمّی تشخیص ویروس که امروزه وجود دارد، حساسیت کافی دارند اما نیاز به آزمایشگاه‌های معتبر، مواد مصرفی گران و دستگاه گران قیمت PCR دارند، و از طرفی فرآیند جمع آوری و آماده سازی نمونه‌ها سخت و دشوار است. علاوه بر تمام این‌ها، برای دستیابی به اطلاعات و نتایج مورد اطمینان و قابل استفاده نیاز به اپراتورهای آزمایشگاهی آموزش دیده و حرفه‌ای دارند. تکنولوژی میکروسکوپ هوشمند قطعا در مناطق محروم قابل استفاده است اما نیاز به تنظیمات دقیق بیشتری در این رابطه وجود دارد. تشخیص ویروس به این روش در مناطقی که منابع محدود است و برای کاهش هزینه‌ی تست‌ها، نمونه‌ها به صورت گروهی هستند، حدود دو تا سه روز طول خواهد کشید. بنا بر این امکان دسترسی لحظه‌ای به نتایج تست‌ها و تصمیم ‌گیری بالینی سریع‌تر وجود ندارد.
 
اگر بتوان در خارج از آزمایشگاه و در محیط یا در مطب پزشک تست را انجام داد، در نهایت باعث می‌شود رسیدگی به بیماران بهتر انجام شود و به طور چشم گیری زمان آزمایشات ویروسی کاهش یابد و می‌توان از نتایج این تست‌ها در بالین و برای درمان بیمار استفاده کرد.
 

آزمایش تشخیصی در شرایط سخت مانند مناطق محروم و دور افتاده

مقاله‌ی محققان دانشگاه کالیفرنیا لس آنجلس UCLA، توضیح می‌دهد که برای آماده سازی نمونه‌ی مورد استفاده در میکروسکوپ هوشمند به چه مواردی نیاز است. اما شناساگرها و مواد مصرفی آن شامل گاز نیتروژن، آنتی بادی‌ها یا پادتن‌های تک زنجیره‌ای و نور فلورسنت در بسیاری از آزمایشگاه‌های مرجع در مناطق محروم به راحتی در دسترس نیست.
 
حتی اگر پژوهشگران و پزشکان قادر به فراهم آوردن این امکانات باشند، مرحله‌ی آماده سازی نمونه بسیار پیچیده است (جمع آوری پلاسما، خشک نمودن اسلایدهای نمونه با استفاده از مواد شیمیایی) و اجرای آن خارج از آزمایشگاه و در محیط بسیار سخت است زیرا شرایط دشوارتر، مکان دور افتاده و منابع برق و آب سالم و پاک محدود است.
 
نمونه‌ی مناسب و ایده‌آل محیطی و خارج از آزمایشگاه در مناطق محروم و دور افتاده، شامل نمونه‌ی خون انگشت دست یا بزاق فرد است.
 

هزینه‌ها

قیمت تمام شده‌ی میکروسکوپ هوشمند مشخص نیست اما هزینه‌ی هر تست انجام شده با استفاده از این تکنولوژی نیز عامل مهمی در کاربرد این وسیله در مناطق محروم است. هزینه‌ی هر تست انجام شده با استفاده از کیت‌های تجاری تشخیصی بار ویروس می‌تواند بیشتر از 50 دلار یا 30 پوند باشد. اما این مبلغ بدون در نظر گرفتن هزینه‌های آزمایشگاه‌ها یا منابع انسانی است.
 
گام بعدی معتبر سازی نتایج به دست آمده با استفاده از تکنولوژی جدید، از طریق مقایسه‌ی آن با تست‌های تشخیصی آزمایشگاهی سنتی است. هنوز سؤالات زیادی در باره‌ی استفاده‌ی کاربردی از این وسیله وجود دارد. نحوه‌ی کاربرد این تکنولوژی در محیط‌هایی مانند آفریقا جالب خواهد بود. آیا این وسیله باتری گوشی هوشمند را به سرعت مصرف خواهد کرد؟ و اگر چنین است، آیا دسترسی به شارژر در این محیط وجود دارد؟ آیا امکان آماده سازی نمونه بدون آلوده شدن به آن وجود دارد؟ روزانه چند تست قابل انجام است؟ آیا برای خواندن نتایج نیاز به آموزش پرسنل در این زمینه است؟
 
تکنولوژی میکروسکوپ هوشمند قطعا در مناطق محروم قابل استفاده است اما نیاز به تنظیمات دقیق بیشتری در این باره دارد. و در آینده برای آزمایش منابع آب به کار خواهد رفت.
 
منبع: هار فریا نجای - MRC The Gambia Unit