پژوهشگران دانشگاه شیراز با همکاری پژوهشگران دانشگاه رازی کرمانشاه با استفاده از نانوذرات طلا موفق به طراحی حسگرهایی به منظور اندازه‌گیری هپارین در نمونه‌های پلاسمای خون شدند.
استفاده از نانوحسگرهای طلا جهت اندازه‌گیری عامل لخته‌ساز خون
پژوهشگران دانشگاه شیراز با همکاری پژوهشگران دانشگاه رازی کرمانشاه با استفاده از نانوذرات طلا موفق به طراحی حسگرهایی به منظور اندازه گیری هپارین در نمونه‌های پلاسمای خون شدند. این حسگر که به pH محیط حساس نبوده و در تمامی شرایط از جمله pH فیزیولوژیک قابل استفاده است؛ در آزمایشگاه‌های تشخیص طبی و بیمارستان‌ها کاربردهای فراوانی دارد.
هپارین یک پلی ساکارید است که در مکانیسم تشکیل لخته خون نقش مهمی را بازی می‌کند و میزان عملکرد آن به میزان غلظت این ماده در خون ارتباط دارد. لذا اندازه‌گیری غلظت این ماده در پلاسمای خون بسیاری از بیماران از جمله بیماران قلبی-عروقی از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. تا کنون روش‌های زیادی برای اندازه‌گیری غلظت هپارین ارایه شده است. در حال حاضر استفاده از سیستم‌های نانو برای تشخیص مقادیر بسیار ناچیز این ماده مورد توجه خاصی قرار گرفته است. با این حال تمامی روش‌های مبتنی بر سیستم‌های نانو نیازمند استفاده از pH اسیدی است که با شرایط فیزیولوژیکی منطبق نیست. این امر کاربرد این روش‌ها را در آنالیزهای درجا و برخط هپارین در خون محدود می‌نماید. از این رو محققان این طرح تلاش نمودند با استفاده از نانوذرات طلا که با مایعات یونی پوشیده شده بود به بررسی روشی برای اندازه‌گیری هپارین بپردازند که به pH محیط حساس نبوده و این مشکل را حل نماید. همچنین علاوه بر اندازه گیری‌های اسپکتروفتومتری، استفاده از دوربین عکاسی را برای آنالیز این ماده پیشنهاد دادند.
برای دستیابی به این منظور این محققان در ابتدا نانوذرات طلای پوشیده شده با مایعات یونی را سنتز نموده و به بررسی برهم‌کنش هپارین با این نانوذرات پرداختند. در ادامه اثرات پارامترهای مختلف از جمله pH محیط مورد مطالعه قرار گرفته و منحنی‌های کالیبراسیون مربوط به محلول بافر و نیز پلاسمای خون را به دست آوردند. در انتها به منظور رسم منحنی کالیبراسیون به کمک تصویربرداری دیجیتالی و جایگزینی آن با دستگاه اسپکتروفوتومتر مورد مطالعه قرار گرفت.
دکتر بهرام همتی نژاد عضو هیأت علمی دانشگاه شیراز در رشته شیمی، مکانیزم عملکرد این حسگر را این گونه توضیح داد: «هپارین یک ترکیب شیمیایی پلی آنیون است و لذا دارای بار منفی است. در روش‌های قبلی برای تشخیص هپارین با استفاده از نانوذرات طلا، pH محیط را اسیدی می‌نمودند تا بار نانوذرات مثبت شود. براساس برهم کنش کولونی بین بارهای مثبت نانوذرات و منفی هپارین، نانوذرات کولوئیدی تجمع نموده و فاصله آنها به همدیگر بسیار کم می‌شود که این امر باعث تغییر رنگ محلول به خاطر تغییر در طیف پلاسمون رزنانس طلا می‌شود. ما در این تحقیق به جای عوامل پوشاننده مرسوم، از مایعات یونی برپایه مشتقات ایمیدازول استفاده نمودیم. با کنترل غلظت مایعات یونی بار مثبت روی سطح نانوذرات ایجاد می‌شود و نکته جالب اینجاست که این بار مثبت مستقل از pH بوده که در این پژوهش از همین خاصیت استفاده شد.»
همتی نژاد در ادامه افزود که در حال حاضر مشغول بررسی استفاده از نانوذرات نقره پوشیده با مایعات یونی در تولید حسگرها هستند؛ چراکه این ناذرات دارای خاصیت ضدباکتریایی نیز هستند.
حسگر تولید شده به این روش در تشخیص هپارین بسیار حساس بوده و قابلیت کاربرد در آنالیز درجا و بر خط را نیز داراست. همانگونه که ذکر شد مهم‌ترین ویژگی این حسگر کارایی آن در pH فیزیولوژیکی است. همچنین نتایج این تحقیق حاکی از امکان پذیری استفاده از دروبین عکاسی برای آنالیز هپارین و جایگزینی آن با دستگاه اسپکتروفوتومتر است.
نتایج این طرح که توسط بهرام همتی نژاد، فاطمه شاکری زاده شیرازی و سمیرا درستکار (دانشجویان دکتری دانشگاه شیراز) و همچنین دکتر مجتبی شمسی پور (عضو هیأت علمی دانشگاه رازی کرمانشاه) صورت گرفته است در مجله Analyst (جلد۱۳۸، ماه می سال ۲۰۱۳، صفحات ۴۸۳۰ تا ۴۸۳۷) به چاپ رسیده است.
