به گزارش پایگاه اطلاع‌رسانی بنیان، مطالعه‌ای که در نشریه Biosensors در تاریخ اول سپتامبر 2025 منتشر شده، به بررسی تأثیر فناوری پراکندگی رامان تقویت‌شده سطحی (SERS) بر تکامل آزمون‌های جریان جانبی (LFA) و جریان عمودی (VFA) در تشخیص پزشکی پرداخته است، این پژوهش به سرپرستی بویو هئو و هو سانگ جونگ از دانشگاه کره در سئول نشان می‌دهد که ادغام نانوساختارهای فعال SERS در این پلتفرم‌ها، حساسیت، اختصاصیت و توانایی چندگانه‌سازی را به طور قابل‌توجهی بهبود بخشیده است، در حالی که سادگی و قابلیت حمل روش‌های سنتی حفظ شده است، این نوآوری می‌تواند تشخیص سریع بیماری‌های واگیر مانند کووید-19، مونکی‌پاکس، و آنفولانزای پرندگان را تسهیل کند، و با کاهش هزینه‌های تشخیص (که در سال 2024 به دلیل همه‌گیری‌ها به میلیاردها دلار رسیده بود)، بار اقتصادی بر سیستم‌های سلامت را کم کند، این فناوری همچنین پتانسیل کاهش نابرابری‌های دسترسی به مراقبت در مناطق کم‌منابع را دارد.

اهمیت تشخیص سریع و چالش‌های موجود
پاندمی کووید-19، که تا پایان 2024 بیش از 770 میلیون مورد تأیید و نزدیک به 7 میلیون مرگ در سراسر جهان به همراه داشت، نیاز به ابزارهای تشخیصی سریع، غیرمتمرکز و قابل‌دسترس را برجسته کرد، ظهور مجدد بیماری‌هایی مانند مونکی‌پاکس (2022)، تب اوروپوشه (2024 در آمریکای لاتین)، و آنفولانزای پرندگان H5N1 (با گسترش به 48 گونه پستاندار) نشان‌دهنده تهدید مداوم بحران‌های سلامت جهانی است، ابزارهای تشخیص نقطه‌مراقبت (PoC) مانند LFA و VFA به دلیل سادگی، هزینه پایین، و توانایی ارائه نتایج سریع، در مدیریت این بیماری‌ها حیاتی هستند، LFA که با تست‌های خانگی بارداری و کیت‌های آنتی‌ژن کووید-19 شناخته می‌شود، از جریان جانبی برای شناسایی آنالیت‌ها استفاده می‌کند، در حالی که VFA با جریان عمودی و فیلتراسیون سریع، حساسیت بالاتری ارائه می‌دهد، با این حال، محدودیت‌هایی مانند حساسیت پایین و ناتوانی در کمی‌سازی، تشخیص بیومارکرهای با غلظت کم را دشوار می‌کند، که SERS به عنوان راه‌حلی نوین معرفی شده است.

اصول و مکانیسم‌های SERS
SERS با استفاده از نانوساختارهای فلزی (مانند طلا و نقره) سیگنال‌های رامان مولکول‌های گزارشگر را تقویت می‌کند، این فناوری از دو مکانیسم اصلی بهره می‌برد: اثر الکترومغناطیسی (تقویت میدان الکتریکی ناشی از رزونانس پلاسمون سطحی) و اثر شیمیایی (تعامل انتقال بار بین آنالیت و سطح فلز)، این ترکیب به SERS امکان دستیابی به حساسیت تک‌مولکولی، اختصاصیت بالا، و توانایی چندگانه‌سازی را می‌دهد، ادغام SERS با LFA و VFA، محدودیت‌های سنتی را برطرف کرده و تشخیص کمی و چندگانه را در ماتریس‌های زیستی پیچیده ممکن می‌سازد، این قابلیت در نظارت طولی بر پیشرفت بیماری و پاسخ درمانی، به‌ویژه در مناطق کم‌منابع، بسیار ارزشمند است، و می‌تواند به تصمیم‌گیری بالینی سریع‌تر کمک کند.

ساختار و عملکرد LFA و VFA
LFA با استفاده از جریان کاپیلاری، نمونه را از پد نمونه به پد جذب از طریق غشای نیتروسلولز هدایت می‌کند، در این فرآیند، آنالیت‌ها با آنتی‌بادی‌های نانومارکر شده در خط تست ترکیب شده و سیگنالی قابل‌مشاهده (معمولاً رنگی) تولید می‌کنند، VFA با ساختار عمودی و استفاده از جاذبه یا فشار خارجی، جریان را تسریع می‌کند، که منجر به فیلتراسیون سریع، کاهش تداخل پس‌زمینه، و امکان چندگانه‌سازی می‌شود، این تفاوت‌ها در طراحی، عملکرد تحلیلی را تحت تأثیر قرار می‌دهند، اما هر دو بر پایه اتصال آنالیت به پروب‌های تشخیص و ایجاد سیگنال قابل‌شناسایی عمل می‌کنند، با این حال، محدودیت‌های فیزیکی غشاها، زمان تعامل آنالیت-پروب را محدود کرده و حساسیت را کاهش می‌دهد، که SERS این ضعف را با تقویت سیگنال جبران می‌کند.

پیشرفت‌های اخیر در SERS-LFA برای تشخیص بیماری‌های خارجی
SERS-LFA با جایگزینی گزارشگرهای رنگی با نانوتگ‌های رامان، تشخیص حساس، کمی، و چندگانه بیماری‌های خارجی (مانند آنتی‌ژن‌های ویروسی، پاتوژن‌های باکتریایی، و سموم غذایی) را ممکن ساخته است، مطالعه لیانگ و همکاران (2022) یک پلتفرم دوحالت برای تشخیص آنتی‌بادی‌های IgG SARS-CoV-2 با حد تشخیص 0.52 پیکوگرم/میلی‌لیتر توسعه داد، که چهار برابر حساس‌تر از LFA سنتی است، لی و همکاران (2025) با استفاده از پروب IR808، مونکی‌پاکس را با حد تشخیص پایین و زمان کمتر از 15 دقیقه شناسایی کردند، وانگ و همکاران (2018) با نانوتگ‌های MGITC، سه پاتوژن باکتریایی را با دقت بالا تشخیص دادند، لیانگ و همکاران (2023) با ترکیب SERS و اثرات فوتوترمال، آنتی‌ژن‌های ویروس‌های تنفسی را با حد تشخیص 15.63 پیکوگرم/میلی‌لیتر شناسایی کردند، این پیشرفت‌ها نشان‌دهنده پتانسیل SERS-LFA در پاسخ به تهدیدات بیولوژیکی است.

پیشرفت‌های اخیر در SERS-LFA برای تشخیص بیماری‌های داخلی
SERS-LFA برای بیومارکرهای داخلی (مانند پروتئین‌های سرطانی، هورمون‌ها، و نشانگرهای قلبی) نیز توسعه یافته است، سو و همکاران (2023) با دو پروب SERS، اگزوزوم‌های سرم سرطان پستان را با حد تشخیص 3.27 میلیون ذره/میلی‌لیتر کمی‌سازی کردند، سونگ و همکاران (2022) با نانوتگ‌های AgNP، دو بیومارکر رشد جنینی را با حد تشخیص زیر فمتوگرم شناسایی کردند، ژانگ و همکاران (2018) با نانوتگ‌های Ag@Au، سه نشانگر حمله قلبی را با حد تشخیص 0.01 نانوگرم/میلی‌لیتر تشخیص دادند، چوی و همکاران (2017) با نانوتگ‌های MGITC، هورمون TSH را با حد تشخیص 0.025 میکروواحد/میلی‌لیتر اندازه‌گیری کردند، این پلتفرم‌ها با حساسیت بالا و زمان کمتر از 10 دقیقه، پتانسیل بالایی در پزشکی دقیق دارند.

پیشرفت‌های اخیر در SERS-VFA برای تشخیص بیماری‌های خارجی
SERS-VFA با استفاده از جریان عمودی، زمان آزمون را کوتاه کرده و یکنواختی سیگنال را بهبود می‌بخشد، کلارک و همکاران (2024) با نانوتگ‌های Au@Ag، آنتی‌بادی‌های هپاتیت C را تشخیص دادند، لی و همکاران (2023) با غشاهای اکسید آلومینیوم، آنتی‌ژن‌های HIV را با دقت بالا شناسایی کردند، وانگ و همکاران (2022) با محدودیت جریان موقت، سموم غذایی را با حد تشخیص پایین اندازه‌گیری کردند، این طراحی‌ها نشان‌دهنده انعطاف‌پذیری SERS-VFA در تشخیص چندگانه و سریع است، که می‌تواند در شرایط میدانی مؤثر باشد.

پیشرفت‌های اخیر در SERS-VFA برای تشخیص بیماری‌های داخلی
SERS-VFA برای بیومارکرهای داخلی نیز کاربرد دارد، کیم و همکاران (2023) با نانوتگ‌های چندلایه، پروفایل التهاب را با دقت بالا بررسی کردند، لی و همکاران (2024) با غشاهای میکروسیال، نشانگرهای سرطان پانکراس را تشخیص دادند، و چن و همکاران (2025) با غنی‌سازی مغناطیسی، هورمون‌های تیروئید را کمی‌سازی کردند، این پیشرفت‌ها نشان‌دهنده پتانسیل SERS-VFA در نظارت طولی و تشخیص زودهنگام است، که می‌تواند به مدیریت بهتر بیماری‌ها کمک کند.

تأثیرات اقتصادی، اجتماعی و زیست‌محیطی
کاهش هزینه‌های تشخیص با SERS می‌تواند بار اقتصادی سیستم‌های سلامت را کم کند، ایجاد مشاغل در تولید نانومواد و دستگاه‌ها، اقتصاد را تقویت می‌کند، افزایش آگاهی عمومی از طریق آموزش، تشخیص زودهنگام را بهبود می‌بخشد، این نوآوری‌ها بار روانی و مالی خانواده‌ها را کاهش می‌دهند، و با کاهش نیاز به تجهیزات بزرگ، اثرات زیست‌محیطی را کم می‌کنند، که در جوامع کم‌منابع اهمیت دارد، و به پایداری جهانی کمک می‌کند.

نوآوری‌های آینده و سیاست‌گذاری
توسعه نانوساختارهای هوشمند، ادغام هوش مصنوعی برای تحلیل سیگنال، و استفاده از چاپ سه‌بعدی برای دستگاه‌ها، می‌تواند دقت را افزایش دهد، سیاست‌گذاری‌های مبتنی بر داده‌های SERS می‌توانند برنامه‌های غربالگری را گسترش دهند، همکاری بین‌المللی بین محققان و صنعت، فناوری را به بازار می‌رساند، این تلاش‌ها می‌توانند به یک اکوسیستم تشخیص یکپارچه منجر شوند، که به سیاست‌های سلامت جهانی و کاهش بحران‌ها کمک می‌کند.

آموزش و توانمندسازی
برنامه‌های آموزشی برای کادر درمان و بیماران، استفاده از SERS را تسهیل می‌کند، کارگاه‌های آنلاین آگاهی را در مناطق دوردست افزایش می‌دهند، همکاری با سازمان‌های غیرانتفاعی، دسترسی را بهبود می‌بخشد، این اقدامات می‌توانند به توانمندسازی جوامع، کاهش ترس از بیماری، و ترویج فرهنگ سلامت‌محور منجر شوند، که به نسل جدید آموزش می‌دهد، و به پایداری اجتماعی کمک می‌کند.

نتیجه‌گیری و چشم‌انداز
این مطالعه نشان می‌دهد که SERS با ادغام در LFA و VFA، تشخیص پزشکی را متحول کرده و حساسیت، کمی‌سازی، و چندگانه‌سازی را بهبود بخشیده است، با پتانسیل تشخیص زودهنگام بیماری‌های واگیر و داخلی، این فناوری می‌تواند هزینه‌ها را کاهش داده و نتایج را بهبود دهد، سرمایه‌گذاری در تحقیقات، استانداردسازی، و همکاری جهانی، این پتانسیل را به واقعیت بالینی تبدیل می‌کند، این نوآوری می‌تواند به آینده‌ای با سلامت بهتر، کاهش نابرابری‌ها، و پایداری زیست‌محیطی منجر شود، که میراثی برای نسل‌های آینده خواهد بود، و به جامعه پزشکی و بیماران امید و انگیزه‌ای برای نوآوری ادامه‌دار ارائه می‌دهد.
پایان مطلب/.