محققان دانشگاه کاشان، جهت اندازه‌گیری همزمان گونه‌های دارویی، نانوحسگری با حد تشخیص پایین طراحی نموده‌اند. در این طرح، در کنار نانوحسگر مورد استفاده، جهت رفع مشکلات توصیف نتایج آزمایشگاهی، بهره‌گیری از روشی آماری پیشنهاد شده است. کاهش هزینه، افزایش سرعت و عدم نیاز به استفاده از حلال‌های آلی در آزمون‌ها، از مزایای روش پیشنهادی است.
کاشان: اندازه‌گیری همزمان گونه‌های دارویی به کمک روش‌های آماری
اندازه‌گیری داروها نقش مهمی در کنترل کیفیت دارو ایفا کرده و تاثیر زیادی بر سلامت عمومی ایجاد می‌کند. بنابراین انتخاب یک روش ساده، حساس و سریع جهت اندازه‌گیری این ترکیبات از اهمیت زیادی برخوردار است. در این کار تحقیقاتی از توانایی روش‌های آماری در جداسازی پیک‌های الکتروشیمیایی همپوشانی شده‌ی دو داروی مهم زیستی، شامل سولفامتی‌زول و سولفاپیریدین، استفاده شده است.
دکتر سید مهدی قریشی، عضو هیئت علمی دانشگاه کاشان، اهمیت موضوع بررسی شده را این‌گونه عنوان کرد: «اندازه‌گیری دو داروی سولفامتی‌زول و سولفاپیریدین، به‌دلیل همپوشانی شدید پیک‌های الکتروشیمیایی آن‌ها، تنها با استفاده از روش‌های متدوال امکان‌پذیر نیست. بنابراین، در این پژوهش از تلفیق روش‌های آماری همراه با روش‌های الکتروشیمیایی استفاده شده است. همچنین به‌منظور افزایش حساسیت پاسخ‌ها، این اندازه‌گیری در سطح الکترود خمیر کربن اصلاح شده با نانولوله‌های کربنی چند دیواره انجام شده است.»
با توجه به جایگزینی استفاده از روش‌های آزمایشگاهی جداسازی با روش‌های آماری کمومتریکس، علاوه بر افزایش حساسیت و بهبود حد تشخیص اندازه‌گیری در مقیاس نانومولار، محاسنی همانند کاهش هزینه، افزایش سرعت، عدم استفاده از حلال‌های آلی و در نتیجه کاهش آلودگی نیز حاصل شده است.
کمومتریکس علمی است که با استفاده از آمار و ریاضیات، به طور موثر جهت حل مشکلات و توصیف نتایج آزمایشگاهی در علوم مختلف به کار می‌رود. از جمله این کاربردها می‌توان به حل مشکلات مربوط به بهینه‌سازی روش‌های تجزیه و اندازه‌گیری ترکیب‌هایی با پیک‌های به شدت همپوشانی کننده اشاره نمود.
از طرفی اصلاح الکترود خمیر کربن با نانولوله‌های کربنی چنددیواره، موجب افزایش سطح مؤثر الکترود و در نتیجه تسهیل روند اکسایش دو داروی سولفامتی‌زول و سولفاپیریدین می‌شود. این امر افزایش قدرت جریان‌دهی گونه‌ها را به دنبال داشته و نهایتا منجر به افزایش حساسیت اندازه‌گیری و در نتیجه بهبود حد تشخیص در مقیاس نانومولار در سطح نانوحسگر، گردیده است. به‌عبارت دیگر با استفاده از الکترود اصلاح شده‌ی نانوساختار، اندازه‌گیری مقادیر بسیار کم این دو داروی مهم زیستی امکان‌پذیر شده است.
به گفته قریشی روند آماده‌سازی و انجام آزمون‌ها به این ترتیب بود که در ابتدا نانوحسگر خمیر کربن اصلاح شده با نانولوله‌های کربنی چنددیواره ساخته شد. مطالعات مربوط به اصلاح سطح الکترودها با استفاده از روش‌های میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) و ولتامتری چرخه‌ای(CV) انجام گرفت. سپس از طراحی آزمایش مرکب مرکزی (CCRD) و روش سطح پاسخ (RSM) به منظور بهینه‌سازی همزمان عوامل موثر بر پاسخ الکتروشیمیایی داروها استفاده شده است. پس از آن رفتار الکتروشیمیایی داروها در سطح الکترود به کمک آزمون‌های مختلف مطالعه شده است. همچنین توانایی روش تفکیک منحنی چندمتغیره- حداقل مربعات تناوبی، در اندازه‌گیری همزمان ترکیب‌هایی با پیک‌هایی با همپوشانی شدید، بررسی شد. در نهایت توانایی روش‌های پیشنهادی در اندازه‌گیری داروها در نمونه‌های حقیقی، شامل نمونه‌های سرم خون و ادرار انسان، مطالعه شد.
قریشی در انتها با اشاره به نتایج رضایت‌بخش این کار تحقیقاتی در نمونه‌های حقیقی، ابراز امیدواری کرد که امکان تجاری شدن این کار وجود دارد. از این‌رو، توسعه‌ی این روش در سطحی بالاتر از مقیاس آزمایشگاهی، جزء برنامه‌های آینده این گروه تحقیقاتی است.
نتایج این مطالعات که محصول همکاری دکتر سید مهدی قریشی، دکتر محسن بهپور، دکتر سعید معصوم- اعضای هیئت علمی دانشگاه کاشان- و دکتر اسما خوبی- فارغ‌التحصیل دکتری شیمی تجزیه از همین دانشگاه است، در مجله Electrochemica Acta (جلد ۱۳۰، شماره ۱، ماه ژوئن، سال ۲۰۱۴، صفحات ۲۷۱ تا ۲۷۸) انتشار یافته است.
دکتر سید مهدی قریشی، عضو هیئت علمی دانشگاه کاشان، اهمیت موضوع بررسی شده را این‌گونه عنوان کرد: «اندازه‌گیری دو داروی سولفامتی‌زول و سولفاپیریدین، به‌دلیل همپوشانی شدید پیک‌های الکتروشیمیایی آن‌ها، تنها با استفاده از روش‌های متدوال امکان‌پذیر نیست. بنابراین، در این پژوهش از تلفیق روش‌های آماری همراه با روش‌های الکتروشیمیایی استفاده شده است. همچنین به‌منظور افزایش حساسیت پاسخ‌ها، این اندازه‌گیری در سطح الکترود خمیر کربن اصلاح شده با نانولوله‌های کربنی چند دیواره انجام شده است.»
با توجه به جایگزینی استفاده از روش‌های آزمایشگاهی جداسازی با روش‌های آماری کمومتریکس، علاوه بر افزایش حساسیت و بهبود حد تشخیص اندازه‌گیری در مقیاس نانومولار، محاسنی همانند کاهش هزینه، افزایش سرعت، عدم استفاده از حلال‌های آلی و در نتیجه کاهش آلودگی نیز حاصل شده است.
کمومتریکس علمی است که با استفاده از آمار و ریاضیات، به طور موثر جهت حل مشکلات و توصیف نتایج آزمایشگاهی در علوم مختلف به کار می‌رود. از جمله این کاربردها می‌توان به حل مشکلات مربوط به بهینه‌سازی روش‌های تجزیه و اندازه‌گیری ترکیب‌هایی با پیک‌های به شدت همپوشانی کننده اشاره نمود.
از طرفی اصلاح الکترود خمیر کربن با نانولوله‌های کربنی چنددیواره، موجب افزایش سطح مؤثر الکترود و در نتیجه تسهیل روند اکسایش دو داروی سولفامتی‌زول و سولفاپیریدین می‌شود. این امر افزایش قدرت جریان‌دهی گونه‌ها را به دنبال داشته و نهایتا منجر به افزایش حساسیت اندازه‌گیری و در نتیجه بهبود حد تشخیص در مقیاس نانومولار در سطح نانوحسگر، گردیده است. به‌عبارت دیگر با استفاده از الکترود اصلاح شده‌ی نانوساختار، اندازه‌گیری مقادیر بسیار کم این دو داروی مهم زیستی امکان‌پذیر شده است.
به گفته قریشی روند آماده‌سازی و انجام آزمون‌ها به این ترتیب بود که در ابتدا نانوحسگر خمیر کربن اصلاح شده با نانولوله‌های کربنی چنددیواره ساخته شد. مطالعات مربوط به اصلاح سطح الکترودها با استفاده از روش‌های میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) و ولتامتری چرخه‌ای(CV) انجام گرفت. سپس از طراحی آزمایش مرکب مرکزی (CCRD) و روش سطح پاسخ (RSM) به منظور بهینه‌سازی همزمان عوامل موثر بر پاسخ الکتروشیمیایی داروها استفاده شده است. پس از آن رفتار الکتروشیمیایی داروها در سطح الکترود به کمک آزمون‌های مختلف مطالعه شده است. همچنین توانایی روش تفکیک منحنی چندمتغیره- حداقل مربعات تناوبی، در اندازه‌گیری همزمان ترکیب‌هایی با پیک‌هایی با همپوشانی شدید، بررسی شد. در نهایت توانایی روش‌های پیشنهادی در اندازه‌گیری داروها در نمونه‌های حقیقی، شامل نمونه‌های سرم خون و ادرار انسان، مطالعه شد.
قریشی در انتها با اشاره به نتایج رضایت‌بخش این کار تحقیقاتی در نمونه‌های حقیقی، ابراز امیدواری کرد که امکان تجاری شدن این کار وجود دارد. از این‌رو، توسعه‌ی این روش در سطحی بالاتر از مقیاس آزمایشگاهی، جزء برنامه‌های آینده این گروه تحقیقاتی است.
نتایج این مطالعات که محصول همکاری دکتر سید مهدی قریشی، دکتر محسن بهپور، دکتر سعید معصوم- اعضای هیئت علمی دانشگاه کاشان- و دکتر اسما خوبی- فارغ‌التحصیل دکتری شیمی تجزیه از همین دانشگاه است، در مجله Electrochemica Acta (جلد ۱۳۰، شماره ۱، ماه ژوئن، سال ۲۰۱۴، صفحات ۲۷۱ تا ۲۷۸) انتشار یافته است.
