نانوبیوسنسورهای کربنی؛ تحولی در اندازه‌گیری مواد

پژوهشگران دانشگاه صنعتی اصفهان، طی پژوهشی، بیوسنسورهایی را با استفاده از نانولوله‌های کربنی چنددیواره‌ ساخته‌اند که می‌تواند اسیدهای آمینه را درحضور یکدیگر تا حد میکرومولار شناسایی کند.

پژوهشگران دانشگاه صنعتی اصفهان، طی پژوهشی،
بیوسنسورهایی را با استفاده از نانولوله‌های کربنی چنددیواره‌ ساخته‌اند که
می‌تواند اسیدهای آمینه را درحضور یکدیگر تا حد میکرومولار شناسایی کند.

دکتر بهزاد رضایی، استاد دانشکده‌ی شیمی دانشگاه صنعتی اصفهان دراین‌باره
گفت: «در این پژوهش، با ابداع یک روش نوین و ساده موفق‌شدیم ساختار
نانولوله‌های کربنی را به‌طور مؤثر اصلاح‌کنیم. نانولوله‌های جدید دارای
گروه‌های عاملی ویژه‌ای هستند که توانایی آنها را در هماهنگی با سیستم‌های
بیولوژیکی و شیمیایی به‌صورت خارق‌العاده‌ای افزایش‌می‌دهند و همچنین باعث
تقویت خواص کاتالیزوری آنها می‌گردد.»

به گفته‌ی وی، یکی از مهم‌ترین ویژگی‌های سیستم‌های زیستی که کار با آنها
را دشوار می‌کند، پیچیدگی بافت‌های طبیعی و حضور گونه‌های مزاحم متعدد است
که کارایی روش‌های اندازه‌گیری را کاهش‌می‌دهد. سنسور ساخته‌شده، توانایی
شناسایی کیفی و اندازگیری کمی آمینواسیدها را دارد و امکان اندازه‌گیری
هم‌زمان آنها را با کیفیت و دقت بالا در حضور یکدیگر فراهم می‌نماید.

یکی از اسیدهای آمینه‌ی ضروری در بدن، لوسین است که اندازه‌گیری آن مخصوصاً
در بیماران دیابتی از اهمیت بالایی برخوردار است.

برای فراهم‌ساختن امکان اندازه‌گیری دقیق لوسین درحضور عوامل مزاحم متعدد،
با استفاده از روش الکتروشیمیایی، الکترودی جدید ساخته‌شده‌است.
به‌این‌صورت که از نانولوله‌های کربنی چنددیواره برای ایجاد سطح الکترود
جدید استفاده‌شده‌است. اما نانولوله‌های کربنی چنددیواره در حالت عادی،
کاملاً هیدروفوب هستند و برهم‌کنش خوبی با نمونه‌ی یونی ندارند. به همین
دلیل، در این پژوهش، روش جدیدی برای عامل‌دارکردن و نشاندن آنها روی سطح
الکترود ارائه و استفاده‌شده‌است. با این روش، لوسین دراندازه‌ی میکرومولار
در بافت پیچیده‌ی پلاسما‌ی خون و ادرار، قابل اندازه‌گیری است.

دکتر رضایی، در گفتگو با بخش خبری سایت ستاد ویژه توسعه فناوری نانو،
اظهارداشت: «الکترود ساخته‌شده با توجه به این‌که امکان اندازه‌گیری
هم‌زمان اسیدهای آمینه‌ی مختلف را با دقت و صحت مناسب دارد، می‌تواند
به‌طور مؤثری در اندازه‌گیری این مواد در نمونه‌های بیولوژیکی و دارویی در
بیمارستان‌ها و آزمایشگاه‌های تشخیص طبی به‌کاررود. به‌خصوص این‌که سرعت
این روش بالا و در حد یک دقیقه است».

شایان ذکر است که این روش به‌عنوان یک اختراع در دفتر ثبت اسناد و
مالکیت‌های معنوی ایران ثبت‌شده‌است و به‌دلیل عدم‌نیاز به امکانات خاص و
پرهزینه، می‌تواند به‌سرعت تجاری شود.
این پژوهش به همت خانم سیده‌زهره میراحمدی زارع(دانشجوی دکتری شیمی‌تجزیه
دانشگاه صنعتی اصفهان) و با راهنمایی دکتر بهزاد رضایی(دانشیار دانشکده‌ی
شیمی دانشگاه صنعتی اصفهان) انجام‌شده‌است و جزئیات آن در
مجله‌ی
Analytical Letters(جلد ۴۱؛ صفحات ۲۲۸۶-۲۲۶۷؛ سال ۲۰۰۸)
منتشر‌شده‌است.