سنتز نانوکامپوزیت مناسب جهت طراحی حسگرها‌ی زیستی به همت پژوهشگران ایرانی

دکتر سعید رضایی زارچی، عضو هیئت علمی دانشگاه پیام نور استان یزد و
دانش‌آموخته دکتری بیوفیزیک دانشگاه تهران، در ادامه تحقیقات دوره
دکتری خود و با حمایت‌ و راهنمایی‌ دکتر علی اکبر صبوری عضو هیئت علمی
مرکز تحقیقات بیوشیمی و بیوفیزیک دانشگاه تهران موفق به سنتز این
نانوکامپوزیت شدند.

ایشان در گفتگو با بخش خبری سایت ستاد ویژه توسعه فناوری‌نانو، اظهار
داشتند: “عمل ردکس پروتئین‌ها و آنزیم‌ها به علت قرار گرفتن یون فلزی
آن در داخل شیلد پپتیدی، به سختی انجام می‌شود. اصلاح سطح الکترود با
برخی نانومواد این عمل را کاتالیز و تسهیل می‌کند. هدف این پروژه طراحی
نانوکامپوزیتی بود که بتواند انتقال الکترون بین سطح الکترود و
پروتئین‌ها و آنزیم‌های ردکس را تسریع کرده و ردکس پروتئین را در
ولتاژهای پایین کاتالیز نماید. این امر می‌تواند در طراحی حسگرهای
زیستی و برای بررسی اثر داروها و مواد مضر بر ماکرومولکول‌های زیستی،
ارائه روشهای نوین در اندازه‌گیری غلظت انواع پروتئین‌ها در مایعات
داخل و خارج بدن حتی در مقادر بسیار کم، مفید واقع شود”.

دکتر رضایی در بیان تشریح نحوه انجام کار و نتایج حاصل افزودند: ” این
پژوهش در دو بخش انجام شده است: بخش اول مربوط به طراحی یک
نانوکامپوزیت جدید به وسیله یک پلیمر (نافیون) و یک ماده الکترواکتیو
(ریبوفلاوین) است. این نانوکامپوزیت در نهایت برای طراحی یک فیلم فعال
الکتروترانسفر مورد استفاده قرار می‌گیرد که می‌تواند کاربری‌های
الکتروشیمیایی (حسگرها، باطری ها، پیل‌ها و. . .) بسیاری داشته باشد.
بخش دوم با موضوع اصلاح سطح الکترود طلا با استفاده از فیلم
الکتروترانسفر و بکارگیری آن در تشخیص پروتئین (حسگر زیستی) تعریف
گردیده است. این الکترود توانمندی اندازه‌گیری غلظت اندک پروتئین‌ها در
محلول را داشته و همچنین می‌تواند در طراحی انواع حسگرهای زیستی برای
تشخیص‌های زیست‌محیطی (بسته به پروتئین مورد استفاده) مورد استفاده
واقع شود.

در این تحقیق پس از تثبیت پلیمر نافیون، محلول ریبوفلاوین به آن اضافه
گردید و در ادامه رسوب حاصل در غلظت تحت کنترل، با استفاده از
میکروسکوپ الکترونی و اسپکتروسکوپی بررسی شد. سپس با استفاده از روش
الکتروشیمی (به روش ولتامتری چرخه‌ای)، خصوصیات الکتروشیمیایی فیلم
ساخته شده ارزیابی گردید. ما در پایان از الکترود اصلاح شده با این
فیلم در تشخیص پروتئین ردکس هیدروژن پراکسیداز و طراحی حسگر زیستی
اندازه‌گیری پراکسید هیدروژن استفاده نمودیم. به نحویکه الکترود اصلاح
شده به عنوان الکترود کار، الکترود Ag/AgCl به عنوان الکترود مرجع و
الکترود پلاتین بعنوان الکترود شمارنده قرار داده شد. علاوه‌بر این ما
در این پروژه به بررسی اثر pH و قدرت یونی بر رفتار فیلم طراحی شده نیز
پرداخته‌ایم”.

روش مورد استفاده در این تحقیق برای تولید نانوکامپوزیت نافئین-
ریبوفلاوین، بسیار آسان و ارزان بوده و با توجه به پایداری و کارایی
بالای نانوکامپوزیت تولیدی، به راحتی می‌توان آنرا در مقادیر صنعتی
تولید نمود. نانوکامپوزیت ساخته شده در این پژوهش می‌تواند در دو زمینه
طراحی انواع حسگر زیستی (با تثبیت انواع پروتئین‌های متفاوت روی آن) و
صنایع مرتبط با الکتروشیمی (مانند انواع پیل ها، باطری‌ها و. . . )
تجاری سازی گردد.

این پروژه با همکاری خانم دکتر شهین احمدیان (رئیس آزمایشگاه میکروسکوپ
الکترونی مرکز تحقیقات بیوشیمی و بیوفیزیک دانشگاه تهران) و بهره‌مندی
از حمایت‌های تشویقی ستاد انجام پذیرفته است. جزئیات این طرح در مجله
Biosciences (جلد ۳۳، شماره ۲، صفحات ۲۷۹-۲۸۷، سال ۲۰۰۸) منتشر شده
است.