ఆస్పత్రులలో రోగి పడకవద్దనే సెప్సిస్‌ వంటి ప్రాణాంతక పరిస్థితిని సత్వరం గుర్తించే ఆధునిక సూక్ష్మ పరికరం (నానో సెన్సర్‌) అందుబాటులోకి వచ్చింది. ఇది ఎలక్ట్రో కెమికల్ బయోసెన్సర్‌తో అత్యంత సునిశితంగా పనిచేసే, తక్కువ వ్యయంతో రూపొందిన పరికరం.

సెప్సిస్ అంటే- శరీరంలోకి ప్రవేశించిన సూక్ష్మజీవుల వల్ల రోగి అవయవాలన్నీ విఫలమై, స్పృహతప్పిపోవడం, లేదా మరణం సంభవిస్తుంది. అత్యవసర ఆరోగ్య పరిస్థితి. దీన్నుంచి రోగిని రక్షించాలంటే సకాలంలో చికిత్సతోపాటు ప్రారంభ దశలోనే కచ్చితమైన రీతిలో రోగ నిర్ధారణ అత్యంత కీలకం. ఈ తరహా వ్యాధులు మరణ శాతాన్ని ప్రత్యక్షంగా ప్రభావితం చేస్తాయి. నిర్ధిష్టమైన జీవ రసాయన సూచకాల (బయోమార్కర్‌) పరిశీలనతో కచ్చితంగా సెప్సిస్ ను తొలిదశలోనే గుర్తించడం సాధ్యమవుతుంది. ‘గ్రామ్-నెగటివ్’ బ్యాక్టీరియాలో విషపూరిత బాహ్య త్వచం- ఎండో టాక్సిన్ - ఇందుకు ఉపకరిస్తోంది. సెప్సిస్‌కు దారితీసే వ్యాధి జాడను ఇది సూచిస్తుంది.

ఈ నేపథ్యంలో కాలికట్‌లోని నేషనల్ ఇనిస్టిట్యూట్ ఆఫ్ టెక్నాలజీ శాస్త్రవేత్తల బృందం 8 విభిన్న సెన్సర్ల సాయంతో ఎండోటాక్సిన్లను సత్వరం, కచ్చితంగా గుర్తించడానికి సునిశిత, పోర్టబుల్ పరికరాన్ని తక్కువ వ్యయంతో రూపొందించింది. భవిష్యత్తులో దీనిద్వారా నేరుగా ఆస్పత్రి పడక వద్దనే... రోగ నిర్ధారణ చేయవచ్చు.

ఈ సెన్సర్లలో ఏడింటిని ఇనిస్టిట్యూట్ ప్రొఫెసర్ డాక్టర్ ఎన్.సంధ్యారాణి, ఆమె బృందం రూపొందించగా వీటిలో విద్యుత్ రసాయన పద్ధతినీ, మరో దానిలో దృశ్యమాన పద్ధతినీ ఉపయోగించారు. అన్ని సెన్సర్లలో సునిశితత్వం పెంచేందుకు మార్పుచేర్పులు చేసిన ‘గోల్డ్ అటామిక్ క్లస్టర్‌ లేదా నానోపార్టికల్స్, ‘కాపర్ పెరాక్సైడ్, లేదా కాపర్ నానోపార్టికల్స్, మోలిబ్డినం డైసల్ఫైడ్, రెడ్యూస్‌డ్‌ గ్రఫీన్‌ ఆక్సైడ్ లేదా కార్బన్ నానోట్యూబ్‌ల వంటి సూక్ష్మ పరమాణువులను వినియోగించారు.

లిపోపోలిశాకరైడ్ (ఎల్‌పిఎస్‌) ప్రత్యేక గుర్తింపు నిమిత్తం రూపొందించిన అత్యంత సునిశిత ఎలక్ట్రోకెమికల్ సెన్సార్ చిప్‌ పనితీరును ‘లాంగ్‌ముయిర్’ పత్రికలో ప్రచురించిన పత్రంలో ఈ బృందం వివరించింది. ఇది నిర్దిష్ట ప్రదేశంలో అక్కడిక్కడే ఉపయోగించగలిగేలా ఎక్కడికైనా తీసుకెళ్లగల (పోర్టబుల్) ఎనలైజర్‌కు అనుగుణంగా పనిచేస్తుంది. దీన్ని ‘సెన్సర్ ఫంక్షనలైజ్డ్ ‘CNT’ (fCNT), కాపర్ (I) ఆక్సైడ్ నానోపార్టికల్స్ (Cu2O)తో రూపొందించారు.

సెలెక్టివిటీ మెరుగు దిశగా ఎల్పీఎస్‌-బైండింగ్ ఆప్టామర్‌లు లేదా పాలీమిక్సిన్ ‘బి’తో ఎండోటాక్సిన్‌ నిర్దిష్ట బంధన పద్ధతిని వినియోగించారు. అన్ని సెన్సర్లు హై-సెలెక్టివిటీని ప్రదర్శించాయి. ఇతర సమ్మేళనాల కలయికతో ఎండోటాక్సిన్‌ను గుర్తించాయి. ప్రామాణిక సంకలన పద్ధతి ద్వారా ఫార్మాస్యూటికల్ డ్రగ్-బైఫాసిక్ ఐసోఫేన్ ఇన్సులిన్, పండ్ల రసాలు,  రక్తంలోనూ ఎండోటాక్సిన్ ఉనికిని గుర్తించారు. అన్ని ప్రయోగాత్మక సందర్భాల్లోనూ ఎండోటాక్సిన్ గుర్తింపు ఫలితాల్లో తప్పులు 2 శాతం లోపే ఉండటం గమనార్హం.

నీటి నమూనాలలో గ్రామ్-నెగటివ్ బ్యాక్టీరియా... ముఖ్యంగా ఈ.కోలి రకాన్ని ఈ రెండు ఎలక్ట్రోకెమికల్ వేదికలు సునిశిత రీతిలో గుర్తించడం ద్వారా బహుముఖ ప్రయోజనాత్మకతను  ప్రదర్శించాయి.

నీటిలో ఉన్న ఈ సెన్సర్లను వినియోగిరంచి ఈ.కోలి అనే బాక్టీరియా నీటిలో ఏ పరిమాణంలో ఉన్నదీ తేలిగ్గా గుర్తించవచ్చు. ప్రస్తుతం ఉన్న విధానాలతో పోల్చితే ఈ కొత్త విధానం విశ్లేషణ వ్యవధిని కూడా తగ్గిస్తుందని ఈ ప్రయోగంతో నిరూపితమైంది. తద్వారా నీటి నాణ్యతను పరిరక్షించుకోవచ్చు.

“వివిధ ఎలక్ట్రోకెమికల్ సెన్సర్ ఉపరితలాల సృష్టి తర్వాత శాస్త్రవేత్తల బృందం పాయింట్-ఆఫ్-కేర్ పరికరం రూపకల్పనపై దృష్టి సారించింది. ఎండోటాక్సిన్ గుర్తించగల ప్రత్యేక పోర్టబుల్, స్వల్ప వ్యయ సహిత, సమర్థ ఎలక్ట్రోకెమికల్ బయోసెన్సర్ నమూనాల ప్రణాళిక రూపొందించి, వాటిని తయారు చేయడంతోపాటు పరీక్షలు కూడా నిర్వహించింది. ఈ పరికరం ప్రామాణిక సంకలన పద్ధతి ద్వారా రక్తంలో ఎండోటాక్సిన్‌ను గుర్తించి, 10 నిమిషాల్లో ఫలితం వెల్లడిస్తుంది.”

చిత్రం: సెన్సర్ చిప్, పరికరం పనితీరును చూపే వ్యూహాత్మక రేఖాచిత్రం. (i) పోర్టబుల్ ఎండోటాక్సిన్ గుర్తింపు పరికరం ఛాయాచిత్రాలు, (ii) పరికరం కోసం ఆండ్రాయిడ్ స్మార్ట్‌ ఫోన్ వినియోగదారు ఇంటర్‌ఫేస్‌లో కార్యాచరణ దశలు, (iii) ఎ. ఈ పరికరంతో (A) రక్త నమూనాలలో ఎండోటాక్సిన్ గుర్తింపు క్రమాంకనం ప్లాట్. బి.ద్రాక్ష రసం నమూనాలు. లాగ్‌ ((g mL–1లో ఎండోటాక్సిన్ సాంద్రత)-వోల్టేజీలో స్వీకరణలో మార్పు గుర్తింపు.

మంత్రిత్వశాఖ పరిధిలోని శాస్త్ర-సాంకేతిక విభాగం (డీఎస్‌టీ) నానో మిషన్ మద్దతునిచ్చిన ఈ పరిశోధన ఫలితాలు ‘బయోసెన్సర్స్‌ అండ్‌ బయోఎలక్ట్రానిక్స్’, ‘లాంగ్‌ముయిర్’ (రెండు కవర్ పేజీలు), ‘ఎనలిస్ట్‌’, ‘ఎనలిటికా చిమికా ఆక్టా’ వంటి ప్రసిద్ధ అంతర్జాతీయ పత్రికలలో ఏడు సార్లు ముద్రితమైంది. అంతేకాకుండా నమూనా పరికరానికి ఒక పేటెంట్ కూడా మంజూరైంది.

ఈ నేపథ్యంలో ప్రస్తుతం ఎలక్ట్రానిక్ డిజైన్‌ మెరుగుదల ద్వారా నమూనా పరికరం సునిశితత్వం పెంచేందుకు పరిశోధకులు కృషి చేస్తున్నారు. తద్వారా రోగి పడకవద్దనే ప్రత్యక్షంగా బయోమార్కర్ సత్వర గుర్తింపునకు అనువైన అత్యంత సునిశిత పరికరాన్ని రూపొందించనున్నారు.

 

***

(Release ID: 2147601)