شناسایی باکتری عامل تیفوئید در سرم خون بیمار با نانوزیست سنسور ایرانی
پژوهشگران مرکز تحقیقات بیوشیمی و بیوفیزیک دانشگاه تهران موفق به ساخت سنسور زیستی شدند که توانایی شناسایی و اندازه گیری اختصاصی باکتری سالمونلا تیفی را در سرم خون بیمار با تب تیفوئید با حساسیت و دقت بالا در حد تشخیص یک پیکوگرم در هر میلی لیتر دارد.
به گزارش گروه علم و آموزش ایرنا از ستاد ویژه توسعه فناوری نانو، دکتر هدایت الله قورچیان استاد تمام مرکز تحقیقات بیوشیمی و بیوفیزیک دانشگاه تهران درباره اهداف و دستاوردهای مهم این پژوهش اظهار داشت: این گروه تحقیقاتی در این پژوهش موفق شدند یک سنسور زیستی بسازند که برای شناسایی و اندازه گیری اختصاصی باکتری سالمونلا در سرم خون انسان کارایی دارد. در ساخت این زیست سنسور، از ذرات کوانتومی کربنی استفاده شد.
وی بیان کرد: در سالهای اخیر ذرات کوانتومی کربنی به سبب خاصیت های نوری منحصربفرد با زیست سازگاری بالا و حلالیت مناسب در آب مورد توجه زیادی قرار گرفته است. این ذرات با الهام از ساختار ترکیبی به نام هِم تولید شده است. هِم همان ترکیبی است که در خون وجود دارد و رنگ سرخ خون و بوی آن از همین مولکول نشأت می گیرد. پژوهشگران موفق شدند ذرات کوانتومی کربنی جدیدی با خواص نوری و مغناطیسی بسیار مطلوب با بازده نوری ۸۶ درصد بسازند.
قورچیان افزود: از این ذرات برای طراحی یک سنسور زیستی نوری برای شناسایی باکتری سالمونلا تیفی در سرم خون انسان با حساسیت و دقت بالا استفاده شد. نتایج این پژوهش نشان داده است این سنسور توانایی اندازه گیری مقادیر سالمونلا تیفی در خون بیماران با تب تیفویید را به خوبی و با حد تشخیص یک پیکوگرم در هر میلی لیتر دارد.
وی اظهار داشت: باتوجه به اینکه اغلب مواد کربنی، ارزان و در دسترس هستند، با افزایش مقیاس تولید می توان هزینه های ساخت را به میزان قابل توجهی کاهش داده و تولید این ذرات را در مقیاس صنعتی پیاده کرد. همین طور باتوجه به نتایج موفقیت آمیز این پژوهش و ساخت نمونه اولیه زیست سنسور می توان برای کاربردی کردن آن از زمینه های میکروفلوئیدی، کاغذی و غیره بهره برد و زیست سنسور را بصورت کیت تشخیص فوری عرضه نمود.
این محقق با اشاره به طرح های آینده اضافه کرد: در ادامه می خواهیم خواص الکتریکی و الکتروشیمیایی این ذرات کوانتومی با ساختار مشابه هِم را بررسی و کاربردهای مختلفی را طراحی و اجرا نماییم. همین طور خواص این نانومواد را با بهره گیری از پیش سازها و روش های ساخت مختلف، بهبود دهیم.
باکتری سالمونلا به طور معمول بوسیله غذا یا آب آلوده به مدفوع یا ادرار بیماران یا حاملان منتقل می شود. میوه جات خام، سبزیجات آلوده به کود انسانی، شیر و فرآورده های لبنی، همین طور حشراتی مثل مگس و سوسک و دیگر حیوانات می توانند آلودگی را انتقال دهند. نتایج حاصل از این پژوهش، می تواند بطور مستقیم بمنظور تشخیص و شناسایی این باکتری و در صورت لزوم با تعمیم آن برای دیگر آلاینده های زیست محیطی مورداستفاده قرار گیرد.
این ذرات باتوجه به خواص پارامغناطیسی و نوری آنها می توانند کاربردهای غیرمستقیم هم داشته باشند که همچون آنها می توان بعنوان ماده حاجب در حوزه تصویربرداری زیستی و حامل دارو در دارورسانی نام برد.
ذرات یا نقاط کوانتومی نیمه رسانا به طور معمول از فلزات سنگین خصوصاً کادمیوم و سلنیوم ساخته می شوند. این نقاط کوانتومی خودرا بعنوان نانومواد فلورسانس غیرآلی قدرتمند ثابت کرده اند. با این وجود، بیشتر نقاط کوانتومی با کارایی بالا به سبب سمیت عناصر فلزی سازنده آنها محدود شده اند. کوشش های گسترده ای برای دستیابی به مواد فلورسانس بدون سمیت بعنوان جایگزینی برای نقاط کوانتومی نیمه رسانا انجام پذیرفته است.
در مقایسه با نقاط کوانتومی نیمه رسانا، نقاط کوانتومی کربنی (گرافنی) خاصیت هایی مانند سمیت کم، حلالیت عالی، بی اثری شیمیایی، فوتولومینسانس پایدار و پیوند سطحی بهتر را از خود نشان داده اند. یکی از روش های بهبود خواص نوری، الکتریکی و شیمیایی این نانومواد تلفیق آنها با اتم های مختلف است.
در این تحقیق با الهام از ساختار هِم که مهم ترین ماده رنگی موجود در طبیعت است، نقاط کوانتومی گرافنی با خواص نوری و مغناطیسی بهبود یافته، تولید شده است. همین طور باتوجه به بازده فلورسانس بالای این نقاط کوانتومی گرافنی اصلاح شده، از آنها در طراحی زیست سنسور فوتولومینسانس برای شناسایی آنتی ژن باکتری سالمونلا تیفی با حساسیت و دقت بالا استفاده شده است.
این مقاله قسمتی از پایان نامه دوره دکتری زهرا کمال، دانش آموخته رشته بیوفیزیک مرکز تحقیقات بیوشیمی و بیوفیزیک دانشگاه تهران است که در آزمایشگاه بیوآنالیز در گروه تحقیقاتی دکتر هدایت الله قورچیان استاد تمام مرکز تحقیقات بیوشیمی و بیوفیزیک به انجام رسیده است. دکتر محدثه زارعی قبادی عضو علمی وابسته این آزمایشگاه و همین طور دکتر مجید محسنی دانشیار دانشکده فیزیک دانشگاه شهید بهشتی در این طرح پژوهشی همکاری داشته اند.
نتایج این پروژه در قالب مقاله ای با عنوان High-performance porphyrin-like graphene quantum dots for immuno-sensing of Salmonella typhi در نشریه Biosensors & Bioelectronics به چاپ رسیده است.
این مطلب را می پسندید؟
(1)
(0)
تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این مطلب