ساخت نانوحسگر زیستی برای سنجش «هیدروژن پراکسید»

«آب‌اکسیژنه» یا به زبان علم شیمی «هیدروژن پراکسید» نوعی ترکیب شیمیایی است که به دلیل داشتن خواص اکسیدکنندگی، در قدیم برای ضدعفونی زخم ها به کار می رفته و هم اکنون نیز کاربردهای زیادی از جمله سفیدکنندگی دارد. این مایع بی رنگ و بی بو را می توان به صورت بسیار رقیق شده در داروخانه ها پیدا کرد. محلول آب اکسیژنه موجود در داروخانه ها، در هر 100 قسمت از محلول آن فقط 3 قسمت آب اکسیژنه واقعی دارد و در نتیجه بسیار رقیق است.

نارسایی های قلبی باعث می شوند که میزان هیدروژن پراکسید در بافت های بدن افزایش یابد. چنین اتفاقی باعث می شود که این ماده اکسیدکننده، به لایه داخلی شریان ها آسیب جدی وارد نموده و خون هنگام برخورد با این دیواره ها لخته شود. به دنبال لخته شدن خون در رگ ها نیز احتمال سکته های قلبی و مغزی به شدت افزایش می یابد.

اما نکته جالب در مورد این ماده، تولید آن در بدن انسان هنگام ابتلا به بیماری های مختلف از جمله بیماری های قلبی عروقی است. نارسایی های قلبی باعث می شوند که میزان هیدروژن پراکسید در بافت های بدن افزایش یابد. چنین اتفاقی باعث می شود که این ماده اکسیدکننده، به لایه داخلی شریان ها آسیب جدی وارد نموده و خون هنگام برخورد با این دیواره ها لخته شود. به دنبال لخته شدن خون در رگ ها نیز احتمال سکته های قلبی و مغزی به شدت افزایش می یابد. لذا اندازه گیری مقدار هیدروژن پراکسید خون و سایر بافت های بدن از اهمیت تشخیصی بالایی در علم پزشکی برخوردار است.

جمعی از پژوهشگران کشورمان از گروه شیمی دانشگاه حکیم سبزواری با استفاده از فناوری نانو موفق به ساخت نوعی «سنسور» یا «حسگر» زیستی شده اند که قادر است به خوبی از پس تشخیص مقادیر هیدروژن پراکسید در بدن برآید.

برای ساخت این حسگر زیستی، از نانوکریستال های آهن و نیکل و همچنین نانولوله های کربنی استفاده شده است و ماده هموگلوبین گاوی نیز به عنوان بخش حساس و تشخیصی، به آن ها افزوده شده است.

 محققین برای تست اولیه این نانوسنسور، از میکروسکوپ های الکترونی و همچنین روش های الکتروشیمیایی آزمایشگاهی نظیر ولتامتری، آمپرومتری و اسپکتروسکوپی استفاده نمودند. در ادامه نیز کارکرد این حسگر زیستی در محیط های حقیقی و طبیعی نظیر نمونه ادرار و پلاسمای خون مورد ارزیابی قرار گرفت.

نتایج این آزمایش ها نشان می دهد این زیست حسگر که با نام Hb-Fe@Ni/MWCNT/CPE شناخته می شود، پایداری بالایی در محیط های مختلف داشته و با حساسیت بسیار بالایی قادر به تشخیص و سنجش میزان هیدروژن پراکسید است.

گفتنی است روش معمول اندازه گیری ترکیبات بیولوژیکی که امروزه با روش الکتروشیمیایی در آزمایشگاه ها انجام می شود به دلیل استفاده از الکترودهای معمولی، از حساسیت و گزینش پذیری پایینی برخوردار است. لذا به کارگیری این حسگر زیستی جدید که بر پایه نانومواد ساخته شده می تواند جهشی موثر در شناسایی این گونه ترکیبات و کمک به تشخیص به موقع بسیاری از بیماری ها باشد.

گزارش علمی پژوهشی این یافته علمی در مجله «شیمی کاربردی» وابسته به دانشگاه سمنان به چاپ رسیده است.

نویسنده: محمدرضا دلفیه

با اقتباس از: بقایری، م.، ملکی، ب. و فرهادی، س. 1395. ساخت یک زیست حسگر الکتروشیمیایی حساس به هیدروژن پراکساید با استفاده از هموگلوبین تثبیت شده برروی نانوکامپوزیت حاصل از آلیاژهای آهن نیکل و نانولوله – های کربنی چنددیواره. مجله شیمی کاربردی، 38: 121-101.

 

No tags for this post.