محققان ایرانی موفق به طراحی و ساخت حسگری زیستی و غیرآنزیمی در مقیاس آزمایشگاهی جهت تشخیص دیابت شدند؛ کاهش هزینه ساخت، افزایش سرعت تشخیص گلوکز و افزایش پایداری از نتایج این طرح بوده است.
به گزارش سرویس فناوری ایسنا، دکتر علی‌اکبر طرلانی، عضو هیأت علمی پژوهشگاه شیمی و مهندسی شیمی ایران و محقق طرح اظهار کرد: در چند دهه گذشته، دانشمندان به دنبال ساخت حسگرهای زیستی با حساسیت بالا و انتخاب پذیری نسبت به گلوکز، جهت تشخیص بیماری دیابت بوده‌اند. در این بین، حسگرهای زیستی بر پایه آنزیم‌ها، دارای عیوبی همچون عدم پایداری حرارتی و شیمیایی و همچنین سختی‌های کار با آنزیم هستند. بنابراین تمرکز بر روی ساخت حسگرهای غیر آنزیمی گلوکز که دارای حساسیت بالا، انتخاب‌پذیری و پایداری بالا باشند، افزایش یافته است.
به گفته طرلانی، هدف از انجام این طرح نه تنها ساخت حسگر زیستی غیرآنزیمی گلوکز بوده، بلکه تلاش شده که ماده گران‌قیمت نافیون و آنزیم گلوکز اکسیداز در طراحی و ساخت آن حذف شود.
این محقق در مورد نتایج این تحقیقات گفت: حسگر طراحی شده از حساسیت خوب، حد تشخیص مناسب، پایداری بالا و گزینش پذیری در برابر عوامل مزاحم مثل دوپامین، اوریک اسید و... برخوردار است؛ علوم پزشکی و بالینی، زیست‌شناسی و همچنین صنایع غذایی می‌توانند از فواید این حسگر بهره‌مند شوند.
طرلانی تصریح کرد: پلیمر نافیون در حسگرهای آنزیمی و غیر آنزیمی برای کمک به تثبیت ماده مورد نظر بر روی الکترود به کار می‌رود. همچنین این ماده گزینش‌پذیری حسگر را به الکترولیت مورد نظر افزایش می‌دهد. اما این ماده بسیار گران‌قیمت بوده و دسترسی به آن آسان نیست. بنابراین در این کار سعی شده تنها با استفاده از نانولوله‌های کربنی چند دیواره (ارزان‌قیمت) و اتیلن گلیکول، اکسید مورد نظر بر روی الکترود تثبیت شود. نتایج نشان داده است با وجود عدم حضور نافیون، گزینش پذیری حسگر ساخته شده به گلوکز بسیار خوب است.
محقق طرح خاطرنشان کرد: از طرفی، تنوع ساختاری نانوذرات اکسید روی و سهولت کنترل این ساختارها در واکنش‌های حلال-دما دلیل انتخاب این ماده برای ساخت حسگر بوده است، زیرا نوع ساختار بر روی کارایی این اکسید فلزی تأثیر‌گذار است. در این کار، 9 نانوساختار مختلف اکسید روی به روش جدید، سنتز و در ساخت حسگر به کار گرفته شده است. این ساختارها شامل نانوذرات کروی، نانوپودری، نانومیله، نانوصفحه و سایر موارد بوده است. این نانوساختارها در پاسخ به عنوان حسگر زیستی با یکدیگر متفاوت بوده و در میان آن‌ها نانوساختارهای کره‌ای و سپس پودری بهترین پاسخ را در پی داشتند.
طرلانی در ادامه افزود: همانگونه که اشاره شد، هدف از انجام این کار ساخت یک حسگر بر پایه نانوساختارهای جدید اکسید روی بود. لذا به کمک آمینواسید که یک ماده با دو گروه عاملی و دارای pH ایزوالکتریک است، نانوساختارهای جدید اکسید روی با pH خودکنترلی و به روش حلال-دما سنتز شد. سپس این نانوساختارها به عنوان حسگر زیستی غیر آنزیمی، بدون استفاده از آنزیم گلوکز اکسیداز که ماده‌ای پرهزینه و ناپایدار در برابر حرارت و تغییرات pH است و همچنین نافیون که ماده‌ای گران‌قیمت است، به کار گرفته شد.
عضو هیأت علمی پژوهشگاه شیمی و مهندسی شیمی ایران گفت: به کمک این حسگر، گلوکز در محیط استاندارد شبیه‌سازی شده خونی و در حضور انواع گونه‌های مزاحم خونی به خوبی شناسایی شده است. نکته قابل توجه این است که بیشتر حسگرهای غیر آنزیمی، گلوکز را در محیط بازی سنجش می‌کنند. اما در این پژوهش سنجش گلوکز در pH و محیط شیمیایی خون قابل اندازه‌گیری شده است.
نتایج این کار پژوهشی که حاصل تلاش‌های دکتر علی اکبر طرلانی، عضو هیأت علمی پژوهشگاه شیمی و مهندسی شیمی ایران و همکارانش است، در مجله Biosensors and Bioelectronics منتشر شده است.
درج نظر