دوربین گرافن پیشگام سیگنال های الکتریکی قلب را ضبط می کند

دانشمندان توانسته اند با استفاده از یک ورق گرافن برای ضبط تصویر ، فعالیت الکتریکی را در زمان واقعی قلب تپنده ثبت کنند. نتیجه تقریباً شبیه دوربین فیلمبرداری است و تصاویر تولید شده ، زمینه های الکتریکی را نشان می دهد که ضربان قلب را تحریک می کنند.

گرافن ماده ای است که دارای سقف بالایی از پتانسیل است که می تواند برای تولید طیف گسترده ای از محصولات و خدمات مورد استفاده قرار گیرد. همانطور که توسط Verge Science، گرافن این توانایی را دارد که از زره پوشهای ضد گلوله و آسانسورهای فضایی گرفته تا سریعتر کارکرد اینترنت و پیشرفت علم پزشکی در جهان به ارمغان بیاورد.

این آخرین تحقیق درباره پیشرفت در علوم پزشکی است که این گزارش تحقیق جدید از همکاری دو تیم از فیزیکدانان کوانتوم در دانشگاه برکلی و شیمی دانان در دانشگاه استنفورد است.

استفاده از گرافن – که ماده ای است که از یک لایه واحد از اتمهای کربن در یک شبکه قرار گرفته است – به این ترتیب استفاده از آن را به عنوان یک سنسور کاملاً جدید نشان می دهد که برای مطالعه سلولها یا بافتهایی که ولتاژهای الکتریکی تولید می کنند مفید خواهد بود. . پیش از این ، محققان می توانستند این کار را با الکترودها یا رنگ های شیمیایی انجام دهند ، اما این محدودیت فقط اندازه گیری ولتاژ در یک نقطه واحد بود.

یک ورق گرافن می تواند ولتاژ را به طور مداوم و روی تمام بافتی که پوشانده است اندازه گیری کند.

“از آنجا که ما از همه سلول ها به طور همزمان بر روی دوربین تصویربرداری می کنیم ، مجبور به اسکن نیستیم و فقط یک اندازه گیری نقطه نداریم. ما می توانیم همزمان از کل شبکه سلول ها تصویربرداری کنیم. ”Halleh Balch ، یکی از سه نویسنده اول مقاله ، می گوید. بالچ اخیراً دکترای خود را دریافت کرده است. از گروه فیزیک دانشگاه برکلی

طبق گزارش تحقیق منتشر شده ، سنسور گرافن می تواند با تکنیک های استاندارد میکروسکوپی موجود نیز کار کند و قابلیت استفاده از آن را گسترش دهد.

محققان برای تصویربرداری از قلب ، یک ورق گرافن را بالای راهنمای موج و زیر محفظه ای قرار دادند که نمونه ای از بافت را در خود جای داده بود. موجبر سازه ای است که همانطور که به نظر می رسد با محدود کردن انتقال انرژی در یک جهت ، امواج را با حداقل اتلاف انرژی هدایت می کند.

نور لیزر از طریق یک منشور به سمت هدایت موج هدایت می شود ، از گرافن منعکس می شود و دوباره قبل از خروج از آن هدایت می شود و توسط دوربین ضبط می شود (به عنوان دوربین CCD مشخص می شود). بازتاب های داخلی داخل موجبر پاسخ گرافن به میدان الکتریکی نمونه را تقویت می کند و بنابراین جریان الکتریکی را تجسم می کند.

توالی تصاویر که با پنج میلی ثانیه از هم جدا شده اند ، سپس تغییرات الگوی میدان الکتریکی را در سطح قلب طی یک ضربان تنها نشان می دهد.

فنگ وانگ ، استاد فیزیک دانشگاه UC Berkley و نویسنده ارشد مقاله می گوید که این شاید اولین نمونه استفاده از بازخوانی نوری از مواد دو بعدی برای اندازه گیری میدان های الکتریکی بیولوژیکی باشد.

وی می گوید: “مردم قبلاً از مواد دو بعدی برای سنجش با بازخوانی الكتریكی خالص استفاده كرده اند ، اما این از آن رو منحصر به فرد است كه با میكروسكوپی كار می كند تا بتوانید موازی تشخیص دهید.

“این مطالعه فقط یک مطالعه مقدماتی است. ما می خواهیم به زیست شناسان نشان دهیم که ابزاری وجود دارد که می توانید استفاده کنید و می توانید تصویربرداری بسیار خوبی انجام دهید. این وضوح سریع و حساسیت زیادی به میدان الکتریکی دارد. ”Jason Horng ، UC Berkeley Ph.D. و سومین نویسنده اول گزارش تحقیق. “در حال حاضر ، این فقط یک نمونه اولیه است ، اما در آینده ، من فکر می کنم ما می توانیم دستگاه را بهبود ببخشیم.”

گزارش کامل تحقیق از دو تیم دانشمند را می توان در مطالعه کرد نامه های نانو مجله.

---

اعتبار تصویر: عکس ها و نمودارهای Halleh Balch ، Allister McGuire و Jason Horng