» عمومی
شفاآنلاین-محققان دانشگاه صنعتی اصفهان نانوحسگر غیرآنزیمی جدیدی طراحی کردند که در اندازه گیری میزان گلوکز خون بسیار کاربردی است.
به گزارش شفاآنلاین، نتایج این طرح می تواند نیاز بیمارستان ها و آزمایشگاه های
تشخیص طبی به یک حسگر ارزان، سریع و دقیق برای اندازه گیری قند خون افراد
را برطرف کند.
در حال حاضر، حسگرهای تجاری تشخیص گلوکز، شامل گونه های الکتروشیمیایی آنزیمی است، با این حال موانع اجتناب ناپذیری همانند، فرایند پیچیده و چندمرحله ای ساخت آن ها، ناپایداری شیمیایی و حرارتی و نیز وابستگی پاسخ به pH محیط، سبب شده است که محققان به ساخت حسگرهای غیرآنزیمی روی آورند.
تلاش پژوهشگران در این طرح نیز تهیه یک نانوحسگر ارزان به منظور اندازه گیری قند خون بوده که در ساخت آن از آنزیم استفاده نشده است.
به گفته دکتر علی اصغر انصافی، عضو هیئت علمی دانشگاه صنعتی اصفهان، در ساخت این حسگر الکتروشیمیایی، از نانوکامپوزیت جدیدی بر پایه سیلیکون متخلخل استفاده شده است. نکته جالب این است که نانوذرات مس به روش گالوانیک (خود به خود) بر روی سطح این نانوکامپوزیت تثبیت شده است. حسگر حاصل گزینش پذیری خوبی در اندازه گیری گلوکز در حضور گونه های مزاحم نظیر دوپامین، اسیدسیتریک و اسید اوریک دارد. از جمله ویژگی های دیگر این محصول می توان به پایداری مناسب و پاسخ تکرارپذیر آن اشاره کرد.
انصافی، فواید دیگر نتایج این طرح را این گونه عنوان کرد: «با توجه به اینکه هم اکنون دو روش گران قیمت و وقت گیر شامل حسگرهای الکتروشیمیایی آنزیمی و روش های طیف سنجی برای اندازه گیری های رایج قند خون مورد استفاده قرار می گیرند، بنابراین حسگر ارائه شده، یک روش ارزان و سریع است که می تواند نقش چشم گیری در کاهش هزینه ها و زمان داشته باشد.»
در طی این مطالعات، سیلیکون متخلخل به روش شیمیایی تهیه شد. نانوذرات مس نیز با روش ساده گالوانیک (خود به خود) و بدون نیاز به اعمال پتانیسل الکتریکی و یا استفاده از ماده احیا کننده، بر روی بستر سیلیکون متخلخل تثبیت شدند تا نانوکامپوزیت سیلیکون متخلخل- مس ساخته شود.
نانوکامپوزیت حاصل با روش های مختلف از جمله میکروسکوپ روبشی الکترون، پراش پرتو ایکس و طیف سنجی مادون قرمز مشخصه یابی گرفت.
همچنین رفتار الکتروشیمیایی نانوکامپوزیت حاصل با استفاده از آزمون ولتامتری چرخه ای در محیط های مختلف (اسیدی, بازی و خنثی) بررسی شد. در انتها حسگری اصلاح شده از نانوکامپوزیت مس- سیلیکون متخلخل ساخته شد و اثر الکتروکاتالیستی آن بر روی اکسایش گلوکز مورد مطالعه قرار گرفت.
همچنین شرایط بهینه برای اندازه گیری گلوکز از جمله pH و پتانسیل اعمالی به دست آمد. گزینش پذیری حسگر ساخته شده نیز برای اندازه گیری گلوکز در حضور گونه های مزاحم احتمالی نظیر اسید اوریک و اسیدآسکوربیک بررسی شد.
انصافی معتقد است به علت مساحت فوق العاده زیاد سیلیکون متخلخل و افزایش محل های فعال برای قرار گرفتن نانوذرات مس، تبادل الکترون بین این نانوذرات و گلوکز افزایش یافته و در نتیجه حساسیت این حسگر نسبت به گونه های مشابه بسیار بیشتر است.
از طرفی به علت وجود دافعه الکتروستاتیکی بین بار منفی نظیر اسید اوریک و اسیدآسکوربیک با بار منفی گروه های هیدروکسیل موجود بر روی سطح حسگر در محیط قلیایی، اثر مزاحمت این گونه های موجود در خون به صورت خودبخودی حذف می شود.
نتایج این تحقیقات که در مجله Electochemica Acta ( جلد 123، شماره 1، ماه ژانویه، سال 2014، صفحات 219 تا 226) منتشر شده است، حاصل همکاری دکتر علی اصغر انصافی، دکتر بهزاد رضایی- اعضای هیئت علمی دانشگاه صنعتی اصفهان- و مهدی مختاری ابرقویی-دانشجوی دکتری- است.
در حال حاضر، حسگرهای تجاری تشخیص گلوکز، شامل گونه های الکتروشیمیایی آنزیمی است، با این حال موانع اجتناب ناپذیری همانند، فرایند پیچیده و چندمرحله ای ساخت آن ها، ناپایداری شیمیایی و حرارتی و نیز وابستگی پاسخ به pH محیط، سبب شده است که محققان به ساخت حسگرهای غیرآنزیمی روی آورند.
تلاش پژوهشگران در این طرح نیز تهیه یک نانوحسگر ارزان به منظور اندازه گیری قند خون بوده که در ساخت آن از آنزیم استفاده نشده است.
به گفته دکتر علی اصغر انصافی، عضو هیئت علمی دانشگاه صنعتی اصفهان، در ساخت این حسگر الکتروشیمیایی، از نانوکامپوزیت جدیدی بر پایه سیلیکون متخلخل استفاده شده است. نکته جالب این است که نانوذرات مس به روش گالوانیک (خود به خود) بر روی سطح این نانوکامپوزیت تثبیت شده است. حسگر حاصل گزینش پذیری خوبی در اندازه گیری گلوکز در حضور گونه های مزاحم نظیر دوپامین، اسیدسیتریک و اسید اوریک دارد. از جمله ویژگی های دیگر این محصول می توان به پایداری مناسب و پاسخ تکرارپذیر آن اشاره کرد.
انصافی، فواید دیگر نتایج این طرح را این گونه عنوان کرد: «با توجه به اینکه هم اکنون دو روش گران قیمت و وقت گیر شامل حسگرهای الکتروشیمیایی آنزیمی و روش های طیف سنجی برای اندازه گیری های رایج قند خون مورد استفاده قرار می گیرند، بنابراین حسگر ارائه شده، یک روش ارزان و سریع است که می تواند نقش چشم گیری در کاهش هزینه ها و زمان داشته باشد.»
در طی این مطالعات، سیلیکون متخلخل به روش شیمیایی تهیه شد. نانوذرات مس نیز با روش ساده گالوانیک (خود به خود) و بدون نیاز به اعمال پتانیسل الکتریکی و یا استفاده از ماده احیا کننده، بر روی بستر سیلیکون متخلخل تثبیت شدند تا نانوکامپوزیت سیلیکون متخلخل- مس ساخته شود.
نانوکامپوزیت حاصل با روش های مختلف از جمله میکروسکوپ روبشی الکترون، پراش پرتو ایکس و طیف سنجی مادون قرمز مشخصه یابی گرفت.
همچنین رفتار الکتروشیمیایی نانوکامپوزیت حاصل با استفاده از آزمون ولتامتری چرخه ای در محیط های مختلف (اسیدی, بازی و خنثی) بررسی شد. در انتها حسگری اصلاح شده از نانوکامپوزیت مس- سیلیکون متخلخل ساخته شد و اثر الکتروکاتالیستی آن بر روی اکسایش گلوکز مورد مطالعه قرار گرفت.
همچنین شرایط بهینه برای اندازه گیری گلوکز از جمله pH و پتانسیل اعمالی به دست آمد. گزینش پذیری حسگر ساخته شده نیز برای اندازه گیری گلوکز در حضور گونه های مزاحم احتمالی نظیر اسید اوریک و اسیدآسکوربیک بررسی شد.
انصافی معتقد است به علت مساحت فوق العاده زیاد سیلیکون متخلخل و افزایش محل های فعال برای قرار گرفتن نانوذرات مس، تبادل الکترون بین این نانوذرات و گلوکز افزایش یافته و در نتیجه حساسیت این حسگر نسبت به گونه های مشابه بسیار بیشتر است.
از طرفی به علت وجود دافعه الکتروستاتیکی بین بار منفی نظیر اسید اوریک و اسیدآسکوربیک با بار منفی گروه های هیدروکسیل موجود بر روی سطح حسگر در محیط قلیایی، اثر مزاحمت این گونه های موجود در خون به صورت خودبخودی حذف می شود.
نتایج این تحقیقات که در مجله Electochemica Acta ( جلد 123، شماره 1، ماه ژانویه، سال 2014، صفحات 219 تا 226) منتشر شده است، حاصل همکاری دکتر علی اصغر انصافی، دکتر بهزاد رضایی- اعضای هیئت علمی دانشگاه صنعتی اصفهان- و مهدی مختاری ابرقویی-دانشجوی دکتری- است.
نظرشما
آخرین اخبار