محققان ایرانی به کمک فیبرنانوساختار پلی پیرول و با استفاده از روش میکرو استخراج با فاز جامد از فضای فوقانی موفق به اندازه‌گیری سطح اوره در پلاسمای خون در بیماران تحت دیالیز شدند.
اندازه‌گیری میزان اوره در خون بیماران دیالیزی به کمک نانوفیبر پلی پیرول
محققان ایرانی به کمک فیبرنانوساختار پلی پیرول و با استفاده از روش میکرو استخراج با فاز جامد از فضای فوقانی موفق به اندازه‌گیری سطح اوره در پلاسمای خون در بیماران تحت دیالیز شدند. این روش حتی در غلظت‌های ناچیز اوره نیز کارامد بوده و در مدت زمان کوتاه و بدون نیاز به آماده‌سازی نمونه قادر به استفاده است. این روش می‌تواند در آینده در زمینه پزشکی به منظور بررسی کفایت دیالیز، در خون بیماران به کار گرفته شود.
تعیین اوره در طیف گسترده‌ای از زمینه‌ها، از جمله تشخیص بالینی، نظارت بر محیط زیست و علم مواد غذایی مهم است. افزایش غلظت اوره در خون و کاهش سطح ادرار نشانه‌ی برخی از نقایص بیولوژیکی در بدن است. اهمیت بررسی میزان اوره در برخورد با بیماران ESRDکه تحت درمان با همو‌دیالیز هستند دوچندان است. ناکافی بودن دیالیز یکی ازفاکتورهای مهم درکاهش طول عمر این بیماران است. در صورتی که بیمار کمتر از حد لازم دیالیز شود، تجمع مواد سمی و همچنین آب اضافی در بدن او عواقب خطرناکی به دنبال دارد. از طرفی تجویز دوز بالای دیالیز می‌تواند منجر به سردرد، افت فشار و یا کاهش بیش از حد سطح مایعات بدن و درنتیجه وخیم‌تر شدن حال بیمار شود.
تا کنون روش‌های متعددی برای اندازه‌گیری اوره در منابع گزارش شده است. در این میان توسعه روش‌های سریع و حساس آماده‌سازی نمونه برای تعیین اوره در سرم و یا پلاسمای خون و نیز ادرار از توجه خاصی برخوردار بوده است. اما بسیاری از روش‌های مورد استفاده در این زمینه پیچیده، گران قیمت و وقت گیر است. از طرفی اوره یکی از ترکیباتی است که به دلیل فشار بخار کم و نداشتن طیف جذبی اندازه گیری آن همواره چالش برانگیز بوده و این مشکلات در ماتریکس پیچیده‌ای همچون سرم خون دو چندان می‌شود. یافتن یک روش ساده ، سریع و ارزان در اندازه گیری اوره به منظور بررسی کفایت دیالیز در خون بیماران دیالیزی، مهم‌ترین هدف محققان این پژوهش بود.
آن‌ها با استفاده از سنتز الکتروشیمیایی، در محیط آبی تحت اتمسفر نیتروژن و با استفاده از یک سیستم سه الکترودی، فیلم پلیمری پلی پیرول با ساختار نانومتری بر روی سطح الکترود پلاتین تهیه نمودند. مورفولوژی فیبر سنتز شده با روشSEM بررسی شد. شکل زیر تصویر SEM از سطح فیلم تشکیل شده نانو ساختار را با بزرگ نمایی‌های مختلف نشان می‌دهد.
تصویرSEM فیلم تهیه شده ۰ با بزرگنمایی (a) 1000 و (b) 35000
سپس با استفاده از نانو فیبر سنتزی به کمک روش میکرو استخراج با فاز جامد از فضای فوقانی (HS-SPME-IMS) و آنالیز با دستگاه طیف سنج تحرک یونی که نسبت به ترکیبات حاوی نیتروژن با پروتون خواهی بالا بسیار حساس است، نشانگر زیستی اوره در خون افراد دیالیزی اندازه‌گیری شد و میزان پاکسازی خون بیماران قبل و بعد از انجام دیالیز مورد بررسی قرار گرفت. مهم‌ترین پارامتر در این روش، فشار بخار نمونه مورد نظر است. باید توجه داشت که هر چه فشار بخار ترکیب بیشتر باشد، شرایط را برای اندازه‌گیری آنالیت مساعدتر می‌کند. اما سه عامل پروتون‌خواهی بالای اوره، غلظت بالای این ترکیب در نمونه‌های سرم و استفاده از فیبر پلی پیرول با ساختار نانو تا حد بسیار زیادی مشکل کم بودن فشار بخار این ترکیب را برای انجام این تحقیق مرتفع ساخت.
دکتر حمیده کلهر، محقق دانشگاه تربیت مدرس، بیان کرد: «با توجه به فشار بخار کم اوره، جاذبی با سطح بالا برای جذب حداکثر میزان اوره از فضای فوقانی مورد نیاز است. فیبر نانو ساختار سنتز شده در این کار تحقیقاتی به علت خلل و فرج‌های فروان سطح زیادی دارد و این خصوصیت امکان جذب مناسب اوره از فضای فوقانی را فراهم ساخت.»
به گفته کلهر روش ارائه شده در این تحقیق -روش میکرو استخراج با فاز جامد توسط فیبر پلی پیرول با ساختار نانو از فضای فوقانی و آشکارسازی با دستگاه طیف سنج تحرک یونی(IMS)- در مقایسه با روش‌های متداول بدون نیاز به مراحل پیچیده آماده سازی نمونه و در مدت زمان کوتاه در حد چند میلی ثانیه برای ثبت یک طیف در دستگاه IMS عمل کرد. عدم نیاز به حلال‌های آلی، کارایی بالای فیبر پلی پیرول به کار رفته در استخراج این ترکیب دربه حداقل رساندن اثر بافت نمونه، حساسیت بالای این روش در اندازه‌گیری اوره در مد مثبت دستگاه IMS به همراه فاکتور تغلیظ بالا و حد تشخیص مناسب در حد µg.mL-1 2 از ویژگی‌‌های ممتاز این روش به شمار می‌روند. همچنین فیبر نانوساختار پلی پیرول تهیه شده در این روش در مقایسه با فیبرهای تجاری بسیار کم هزینه است. از طرفی از آنجا که این روش برای اندازه گیری اوره در ماتریکس پیچیده‌ای چون سرم خون منجر به نتایج خوب و تکرار پذیری شده است، انتظار می‌رود بتوان از این روش برای اندازه‌گیری این ترکیب در سایر ماتریکس‌ها نیز بهره برد.
کلهر در پایان ابراز داشت:« در این پژوهش ضمن حمایت از صنایع داخلی توانستیم ترکیب اوره را که اندازه‌گیری آن همواره دشوار و پیچیده بوده با دقت و صحت بالایی و به ویژه با هزینه بسیار کم اندازه‌گیری کنیم. نتایج این کار می‌تواند پزشک معالج را در تشخیص صحیح کفایت دیالیز کمک کند.»
نتایج این کار تحقیقاتی که حاصل همکاری دکتر حمیده کلهر و دکتر نادر علیزاده مطلق (عضو هیأت علمی دانشگاه تربیت مدرس) است در مجله Analytical and Bionalytical Chemistry ( جلد ۴۰۵، شماره ۱۵، ماه آوریل، سال ۲۰۱۳، صفحات ۵۳۳۳ تا ۵۳۳۹) به چاپ رسیده است.
