گروهی از محققان موسسه فناوری ماساچوست در کمبریج آمریکا روشی حساس‌تر، قوی‌تر و با تفکیک‌پذیری بالاتر برای شناسایی ATP ابداع کرده‌اند. این روش بر نانولوله‌های کربنی استوار است.
استفاده از نانولوله‌های کربنی برای تشخیص ATP
تمام سلول‌های زنده برای کار کردن نیاز به سوخت دارند. آدنوزین تری فسفات (ATP) ماده‌ای است که به عنوان بنزین سلولی عمل می‌کند.. شناسایی ATP درون سلول‌ها می‌تواند به محققان کمک کند فرایندهای فیزیولوژیک پرانرژی همچون زنجیره‌های سیگنالی یا فرایندهای حمل و نقلی را مشاهده و بررسی کنند. به علاوه، کمبود ATP به بیماری‌های خاصی همچون بیماری پارکینسون و کم‌خونی موضعی ارتباط دارد.
حال گروهی از محققان موسسه فناوری ماساچوست در کمبریج آمریکا به رهبری مایکل استرانو روشی حساس‌تر، قوی‌تر و با تفکیک‌پذیری بالاتر برای شناسایی ATP ابداع کرده‌اند. این روش بر نانولوله‌های کربنی استوار است.
ATP به طور معمول با استفاده از آزمون لوسیفراز شناسایی می‌شود. لوسیفرازها آنزیم‌هایی هستند که توسط کرم‌های شب‌تاب و ارگانیسم‌های زیست‌لومینسانس دیگر برای تولید نور به کار می‌روند. آنها از اکسیژن برای تبدیل ماده‌ای به نام لوسیفرین به اُکسی‌لوسیفرین بهره می‌برند؛ سپس اُکسی‌لوسیفرین واکنش‌های بیشتری انجام داده و نور تولید می‌شود. لوسیفرازهای خاصی برای واکنش‌های خود از ATP استفاده می‌کنند. آزمون‌های مبتنی بر لوسیفراز که در حال حاضر مورد استفاده قرار می‌گیرند، پیچیده و زمان‌بر بوده و نسبت سیگنال به نویز در آنها پایین است.
حال گروه تحقیقاتی MIT پروتکل جدیدی برای لوسیفراز توسعه داده‌اند: آنها لوسیفراز را به نانولوله‌های کربنی متصل نمودند. در این حال آنزیم به راحتی توسط سلول‌ها جذب می‌شود. در حضور لوسیفرین و ATP، اُکسی لوسیفرین به طور معمول تولید شده و موجب فلورسانس می‌شود. چیزی که در این مورد جالب است این است که نانولوله‌های کربنی به طور معمول در ناحیه طیفی مادون قرمز نزدیک فلورسانس می‌کنند؛ با افزایش ATP به واکنش لوسیفراز، این فلورسانس ضعیف شده و میزان این ضعیف شدن با مقدار ATP اضافه شده متناسب است. استرانو توضیح می‌دهد: «اُکسی لوسیفرین تولید شده محکم به نانولوله‌ها متصل می‌شود. الکترون‌ها از نانولوله به اُکسی لوسیفرین منتقل شده و در نتیجه نانولوله دیگر خودش نمی‌تواند فلورسانس کند». تشخیص کاهش فلورسانس در ناحیه مادون قرمز نزدیک آسان است و در اینجا به عنوان شاخص غلظت ATP عمل می‌کند.
استرانو می‌افزاید: «حسگر جدید ما در مورد ATP بسیار انتخابی عمل می‌کند. ما توانستیم برای مشاهده تغییرات غلظت ATP در طول زمان و مکان درون محیط سلول از این حسگر استفاده کنیم».
جزئیات این تحقیق در مجله Angewandte Chemie منتشر شده است.
