به گزارش  بنیان به نقل از ایسنا، دکتر کبری امیدفر، عضو هیات علمی مرکز تحقیقات بیوحسگر پژوهشگاه علوم غدد و متابولیسم دانشگاه علوم پزشکی‎ ‎تهران و مجری این طرح تحقیقاتی با بیان این که تشخیص دقیق 3- هیدروکسی بوتیرات در نمونه‌های زنده برای مدیریت بیماری‌های دیابتی مهم است، اظهار کرد: اجسام کتونی همچون 3-هیدروکسی بوتیرات (‏HB‏) و استواستات به طور غیرعادی در خون بیماران دیابتی با کتواسیدوز دیابتی (‏DKA‏) ‏انباشته می‌شوند. کتواسیدوز دیابتی به عنوان نشانه تهدید‌کننده حیات همراه با دیابت، اغلب در بیماران دیابتی نوع 1 اتفاق می‌افتد، گرچه ‏می‌تواند در بیماران دیابتی نوع 2 هم مشاهده شود.

 

وی افزود: هیدروکسی بوتیرات (‏HB‏)، ترکیب کتونی اصلی تولید شده در بیماران با کتواسیدوز دیابتی ‏است و مقدار آن نسبت به اجسام کتونی دیگر 10 به 1 است. مقادیر کمتر از یک میلی مولار هیدروکسی بوتیرات به طور نرمال در خون افراد ‏سالم تشخیص داده شده، در حالی‌که سطوح هیدروکسی بوتیرات در محدوده 3-1 میلی مولار می‌تواند در بیماران با هایپرکتونمیا و تحت ‏کتواسیدوز دیابتی مشاهده شود. غلظت هیدروکسی بوتیرات می‌تواند بالای مقدار عددی 3 هم برود و به 12 میلی مولار نیز برسد. بنابراین، ‏تعیین سطوح هیدروکسی بوتیرات در نمونه‌های زیستی برای تشخیص زودهنگام دیابت وکتونمیا ارزشمند است.‏

 

امیدفر تصریح کرد: غلظت هیدروکسی بوتیرات (‏HB‏) معمولا به‌ وسیله‌ی روش‌هایی همچون کروماتوگرافی، سنجش‌های ایزوتوپیک و ‏اسپکتروفوتومتریک سنجیده می‌شود. به هر حال، این روش‌ها اغلب وقت گیر هستند و مراحل پردازش چندگانه دارند. همچنین ‏به تجهیزات و معرف‌های خاص و تعداد زیاد کارکنان حرفه‌ای نیاز دارند. سرعت رو به رشد نیاز به تست‌های تشخیص بالینی ‏در این روزها مستلزم توسعه تکنیک‌های دیگر است. حساسیت و تخصصی بودن زیاد، هزینه کم و سهولت در استفاده و تفسیر، سبب ‏شده است که امروزه بیو حسگرها، ابزاری مفید و ایده‌ال جهت اندازه‌گیری آنالیت‌ها باشند.‏

 

مجری این طرح تحقیقاتی گفت: در این مطالعه، روش ساده‌ای برای ساخت حسگر ‏هیدروکسی بوتیرات (‏HB‏) با استفاده از نانولوله‌های کربنی تک دیواره ارائه شده است. استفاده از نانولوله‌های کربنی، پتانسیل ‏اکسیداسیون ‏NADH‏ را به ‏‎0.05‎‏- ولت کاهش می‌دهد که این حالت برای تشخیص الکتروشیمیایی خیلی مناسب است.

 

وی افزود: علت این کاهش پتانسیل ‏NADH‏ را نیز می‌توان به استفاده از فناوری نانو و نانومواد ارتباط داد. نانومواد به علت ظرفیتشان در افزایش ‏ثبات، پایداری و حساسیت، همراه با پیشرفت راندمان در طراحی بیوحسگرها و انواع مختلف روش‌های تشخیصی ایمونولوژیک استفاده می‌شوند. ‏در این میان، نانولوله‌های کربنی (‏CNT‏) به علت واکنش شیمیایی و پایداری بالا و مقاومت مکانیکی مناسب انتخاب خوبی برای تثبیت آنزیم ‏در سطح حسگرهای الکتروشیمیایی هستند. جذب فیزیکی و پیوند کووالانسی با نانولوله‌های کربنی، از رایج‌ترین روش‌ها برای تثبیت آنزیم‌ها در ‏سطح این نانومواد است.‏

 

عضو هیات علمی مرکز تحقیقات بیوحسگر پژوهشگاه علوم غدد و متابولیسم دانشگاه علوم پزشکی‎ ‎تهران افزود: در این تحقیقات ‏اندازه‌گیری الکتروشیمیایی 3-هیدروکسی بوتیرات مبتنی بر سنجش ولتامتری چرخه‌ای (‏CV‏) بوده و سیگنال تولید شده به‌ وسیله‌ یکی از ‏محصولات واکنش آنزیمی به نام بتا نیکوتین آمید دی نوکلئوتید (‏NADH‏) اندازه‌گیری شد. با استفاده از نانولوله‌های کربنی تک دیواره ‏‏(‏SWCNT‏) و مشاهده کاهش پتانسیل اکسیداسیون ‏NADH‏ اندازه‌گیری الکتروشیمیایی انجام شد و نتایج نشان داد که این بیوحسگر قادر ‏است طیف خطی یک دهم تا دو میلی مولار را‌ شناسایی کرده و دقت اندازه‌گیری آن ‏‎0.009‎‏ میلی مولار است.

 

امیدفر گفت: اندازه‌گیری‌های الکتروشیمیایی ‏با دیگر ترکیبات مداخله گر، ویژگی و اختصاصیت این بیوحسگر را تأیید کرد. همچنین در بررسی پایداری درازمدت، این بیوحسگر بازده قابل ‏قبولی تا حدود 100 روز را نشان داد.

 

وی خاطرنشان کرد: بیوحسگر طراحی شده دارای پتانسیل پایین اکسیداسیون ‏NADH، حساسیت بالا، پایداری بالا و محدوده خطی مناسب بوده ‏و سهولت طراحی این بیوحسگر، آن را الگوی خوبی برای طراحی سایر بیوحسگرهای مبتنی بر دهیدروژناز قرار می‌دهد. با ایجاد ‏تغییراتی در این تست‌ها می‌توان از آنها در آزمایشگاه‌ها، مطب پزشک و در منزل بهره جست.‏

 

نتایج این تحقیق در مجله ‏IET Nanobiotechnology‏ منتشر شده است.

 

پایان مطلب/