ساخت نانوحسگر داروی تینیدازول در دانشگاه صنعتی شریف

الکترود کربن شیشه‌‌ای به وسیله فیلم نازکی از نانولوله‌‌های کربنی و نانوذرات طلا توسط پژوهشگران دانشگاه صنعتی شریف اصلاح شده و با شناسایی ساختار و مورفولوژی آن، موفق به ساخت نانوحسگر برای شناسایی و اندازه‌‌گیری داروی تینیدازول تا حد تشخیص ۱۰ نانومولار شدند. این نانوحسگر می‌‌تواند در آزمایشگاه‌‌های پاراکلینیکی، شرکت‌‌های داروسازی، در اندازه‌‌گیری مواد مهم دارویی و بهداشتی به منظور تشخیص بیماری‌‌ها به کار گرفته شود.

اندازه‌‌گیری و شناسایی گونه‌‌های مختلف زیستی و شیمیایی در نمونه‌‌ها و بافت‌‌های مختلف اهمیت بسیار زیادی را در علوم و صنایع مختلف پیدا کرده است. از این جمله می‌‌توان به اندازه‌‌گیری مقادیر کم گونه‌‌های مختلف زیستی و دارویی در نمونه‌‌های حیاتی (مانند سرم و پلاسمای خون انسان و یا بافت‌‌های زنده) به منظور تشخیص بیماری‌‌ها، کنترل کیفیت داروها، اندازه‌‌گیری مواد مختلف شیمیایی برای تعیین مقدار آلاینده‌‌ها و نیز کنترل کیفیت و ارزش مواد غذایی اشاره نمود. حسگرهای شیمیایی که حسگرهای الکتروشیمیایی دسته مهم و پرکاربردی از آن‌‌ها هستند، امروزه در بخش‌‌های مختلف علوم و صنایع نقش بسیار مهم و کلیدی را بر عهده دارند.

در این کار تحقیقاتی الکترود کربن شیشه‌‌ای به وسیله فیلم نازکی از نانولوله‌‌های کربنی و نانوذرات طلا اصلاح شده و شناسایی ساختار و مورفولوژی بر روی آن انجام شده است. دکتر سعید شاهرخیان در این باره افزود: «در این کار ابتدا با الهام‌‌گیری از امتیازات ویژه نانولوله‌‌های کربنی و نانوذرات فلزی، اقدام به تهیه فیلمی کامپوزیتی از این دو نانوساختار در سطح الکترود کربن شیشه‌‌ای شد. در مرحله دوم، ساختار فیلم کامپوزیتی تهیه شده به روش‌‌های مختلف الکتروشیمیایی و میکروسکوپی مشخصه‌‌یایی گردید. سپس به بهینه‌‌سازی پارامترهای تجربی اندازه‌‌گیری الکتروشیمیایی مانند pH محلول اندازه گیری، ضخامت فیلم اصلاح‌‌گر و پارامترهای تجمع (پتانسیل و زمان) پرداخته شد. در شرایط بهینه تجربی، اندازه-گیری کمی تینیدازول انجام و پارامترهای تجزیه‌‌ای مربوطه تعیین گردیدند. در پایان نیز کارایی حسگر تهیه شده جهت اندازه‌‌گیری دارو در نمونه‌‌های دارویی و کلینیکی مورد ارزیابی قرار گرفت.»

با بهینه سازی شرایط آزمایش، اندازه‌‌گیری مقادیر ناچیز داروی تینیدازول به روش ولتامتری روبش خطی توسط این الکترود اصلاح شده انجام شده و حد تشخیصی در حد ۱۰ نانومولار برای آن حاصل شده است. الکترود به طور موفقیت‌‌آمیز برای اندازه‌‌گیری تینیدازول در نمونه‌‌های دارویی و کلینیکی (سرم خون انسان) استفاده شده و صحت قابل قبولی برای آن بدست آمده است.

 کاربرد یک الکترود اصلاح شده با استفاده از یک فیلم نانوکامپوزیتی در اندازه‌‌گیری داروی مهم تینیدازول و بدست آوردن دامنه خطی وسیع در منحنی تنظیم و نیز حد تشخیص بسیار پایین در حد ۱۰ نانومولار از ویژگی‌‌های مهم حسگر تهیه شده بوده است. دکتر شاهرخیان، عضو هیئت علمی دانشکده شیمی دانشگاه صنعتی شریف در این باره افزود: «پایداری بالای فیلم و تکرار‌‌پذیری بسیار خوب پاسخ به همراه عدم آلودگی سطح به گونه‌‌های آلاینده، که نیاز آن را به تجدید یا پیش پردازش پیچیده فیلم اصلاح‌‌گر مرتفع می سازد، از دیگر ویژگی‌‌های مهم حسگر تهیه شده هستند.»

وی در مورد اصلاح سطح الکترود تهیه شده نیز این گونه توضیح داد: «در این تحقیق در دو مرحله، اصلاح سطح الکترود توسط ساختار نانوکامپوزیتی از نانولوله‌‌های کربنی و نانوذرات طلا انجام شده است. لذا از ویژگی‌‌های مهم و هم افزاینده هر دو نانوساختار مانند نسبت سطح به حجم بالا، خواص ویژه الکتروکاتالیستی و نیز خواص برجسته الکترونیکی به منظور بهبود خواص پاسخ نانوحسگر الکتروشیمیایی بهره گرفته شده است. همچنین نانوحسگر حاصل تاثیر مهمی را در کاهش مقاومت انتقال بار، بهبود سینتیک فرایند الکترود، تغییر در مکانیزم انتقال جرم به سطح الکترود از طریق ایجاد مسیر نفوذ درون لایه‌‌ای در فیلم نانومتخلخل و افزایش حساسیت اندازه‌‌گیری و نیز کاهش حد تشخیص نمونه دارویی تینیدازول نشان داده است.»

نانوحسگرهای تهیه شده از این نوع می‌‌توانند به عنوان ابزارهای حساس و گزینش‌‌پذیر در آزمایشگاه‌‌های پاراکلینیکی، شرکت‌‌های داروسازی، آزمایشگاه‌‌های کنترل کیفیت مواد غذایی و بهداشتی، اندازه‌‌گیری مواد مهم دارویی و بهداشتی به منظور تشخیص بیماری‌‌ها، ارزیابی‌‌های کیفی و کمی در صنایع داروسازی، تعیین ارزش غذایی و نیز کنترل مواد آلاینده محیط زیست کاربرد بسیار وسیعی داشته باشند.

نتایج این تحقیقات که به دست دکتر سعید شاهرخیان و شکوفه رستگار دانشجوی دکتری شیمی دانشگاه صنعتی شریف انجام شده است، در مجله Electrochimica Acta (جلد ۷۸، سپتامبر ۲۰۱۲) منتشر شده است. علاقمندان می‌توانند متن این مقاله را در صفحات ۴۲۲ الی ۴۲۹ همین شماره مشاهده نمایند.