محققان دانشگاه‌های علوم پزشکی تهران و دانشگاه رازی کرمانشاه با انجام یک پژوهش مشترک آزمایشگاهی موفق به طراحی و ساخت نانوحسگری شدند که قادر است مواد آلرژی‌زای موجود در غذاهای دریایی را با دقت بالا و هزینه پایینی شناسایی کند.
کاهش احتمال ابتلا به حساسیت ناشی از مصرف غذاهای دریایی
مشکلات مربوط به مسمومیت غذایی و در رأس آن حساسیت غذایی ناشی از وجود مواد آلرژیزا، سالانه هزینه زیادی را به بشر تحمیل میکند. هرچند بیشتر ترکیبات آلرژیزا با پختن غذا از بین میروند، اما برخی از آنها در برابر دما مقاوم هستند و همچنان میتوانند خطرناک باشند. بنابراین شناسایی و اندازه گیری میزان دقیق این مواد میتواند گامی در جهت کاهش هزینههای ناشی از وجود این مواد محسوب شود.
دکتر مجتبی شمسیپور با بیان این مطلب که تروپومیوسین یکی از ترکیبات حساسیتزای پایدار در برابر دماست که در بیشتر غذاهای دریایی وجود دارد، افزود: «شناسایی ترکیب حساسیتزای تروپومیوسین در غذاهای دریایی هم از لحاظ پزشکی و هم از لحاظ اقتصادی حائز اهمیت است. در پژوهش حاضر یک نانوحسگر فتوالکتروشیمیایی طراحی و ساخته شده است که قادر است ترکیب تروپومیوسین را در مقیاس نانوگرم بر میلیلیتر شناسایی و اندازهگیری کند.»
وی تصریح کرد: «هزینه شناسایی ترکیب مذکور به کمک نانوحسگر ساخته شده در این طرح نسبت هزینه استفاده از روشهای دیگر بهمراتب پایینتر است. همچنین میتوان اذعان کرد این نانوحسگر از دقت بالاتری نیز برخوردار است.»
در ساخت این نانوحسگر بهصورت همزمان از نانوذرات TiO2 و نانوصفحات C3N4 استفاده شده است. این دو نانوماده قادرند انرژی نوری را به سیگنال الکتروشیمیایی تبدیل کنند. اما استفاده همزمان این دو ماده موجب شده تا انرژی مورد نیاز برای انتقال الکترون از لایه ظرفیت به لایه هدایت کاهش یابد. بنابراین تابش نور مرئی بهجای پرتو فرابنفش میتواند این عمل را انجام دهد که به دلیل قیمت بالاتر استفاده از لامپهای فرابنفش و خطر آنها نسبت به لامپهای مرئی، این موضوع یک مزیت بزرگ برای این نانوحسگر به شمار میآید.
در ساخت این نانوحسگر فتوالکتروشیمیایی از دیاکسید تیتانیم و کربن نیترید بهعنوان مواد فتواکتیو، از آسکوربیک اسید به عنوان بهبود دهنده انتقال الکترون و از روتنیوم هگزامین بهعنوان بهبوددهنده سیگنال استفاده شده است. سطح الکترود ابتدا توسط کربن نیترید، تیتانیم دیاکسید و پلیاتیلن ایمین اصلاح شده است. سپس با استفاده از گلوترآلدئید بهعنوان یک کراس لینکر، پروب آپتاحسگر با سر آمینی به پلیاتیلن ایمین متصل شده است. پس از آن روتنیوم هگزامین بهمنظور بهبود سیگنالهای جریان نور، بر روی سطح آپتامر جذب گردیده است. بهمنظور شناسایی ساختار این نانوحسگر از آزمونهایی نظیر EDS، FT-IR، EIS و CV استفاده شده است.
حسگر ساخته شده در این پژوهش از محدوده پاسخدهی وسیعی بین ۱ تا ۴۰۰ نانوگرم بر میلیلیتر برخوردار است. همچنین حد تشخیص این نانوحسگر ۰٫۲۳ نانوگرم بر میلیلیتر است. گزینش پذیری بالا در حضور سایر ترکیبات مزاحم از دیگر مشخصات بارز این نانوحسگر آزمایشگاهی است.
این تحقیقات حاصل تلاشهای دکتر مجتبی شمسی پور- عضو هیأت علمی دانشگاه رازی کرمانشاه- دکتر رضا صابر و دکتر سعید سرکار- اعضای هیأت علمی دانشگاه علوم پزشکی تهران- و دکتر محمود عموزاده تبریزی- محقق پسادکترای دانشگاه علوم پزشکی تهران- است. نتایج این کار در مجله Biosensors and Bioelectronics با ضریب تأثیر ۷٫۷۸ (جلد ۹۸، سال ۲۰۱۷، صفحات ۱۱۳ تا ۱۱۸) منتشر شده است.
