» عمومی
شفاآنلاین-پژوهشگران دانشگاه حکیم سبزواری و دانشگاه مازندران با تولید یک نوع نانوکامپوزیت الکترومغناطیس، موفق به ساخت زیست حسگر الکتروشیمیایی حساس به پراکسید هیدروژن شدند.
به گزارش شفاآنلاین، نارسایی های قلبی، میزان پراکسیدهیدروژن را در بافت های
بدن افزایش می دهد که به لایه داخلی شریان ها آسیب رسانده و سبب لخته شدن
خون و سکته های قلبی و مغزی می شود.
بنابراین اندازه گیری پراکسید هیدروژن در بافت های بدن و مایعات زیستی نظیر پلاسما، اهمیت بالایی خواهد داشت، با توجه به این مسئله که امروزه مرگ و میر ناشی از بیماری های قلبی - عروقی در کشور رو به افزایش است، وجود یک روش آسان، سریع و کارآمد در تشخیص میزان غلظت این ماده برای پیشگیری از این عارضه ضروری به نظر می رسد.
در این پژوهش حسگری الکتروشیمیایی از جنس نانوذرات مغناطیسی اکسید آهن و پلی فوران ساخته شده است که قابل کاربرد در اندازه گیری غلظت پراکسید هیدروژن در بافت های بدن و مایعات زیستی است. با تلاش این محققان، معایبی نظیر رسانایی پایین، پایداری حرارتی کم پلی فوران از بین رفته است.
دکتر مهدی بقایری، استادیار بخش شیمی دانشگاه حکیم سبزواری، در مورد اهمیت این تحقیقات گفت: «علاوه بر نیاز به تشخیص میزان غلظت پراکسیدهیدروژن جهت پیشگیری از بیماری های قلبی ـ عروقی، تعیین آن در آب باران برای تهیه یک آب قابل شرب، احساس می شود زیرا در برخی از کشور های جهان، نظیر استرالیا، به علت کمبود منابع زیر زمینی آب، استفاده از آب باران به منظور تأمین بخشی از آب شرب مورد نیاز مردم مرسوم شده است.
این ماده، به عنوان اکسید کننده ای قوی، عامل برخی واکنش های تولید کننده رادیکال های آزاد و فلزات در تروپوسفر جو زمین است. بنابراین مقدار پراکسید هیدروژن موجود در آب باران، به نوعی بیان کننده میزان سمیت، انحلال، زیست سازگاری و حتی میزان نسبی فلزات موجود در آب باران است.
با توجه به موارد مطرح شده لزوم بررسی میزان معمول پراکسید هیدروژن حل شده در آب پیش از ورود به محیط زیست و یا حتی مصارف خانگی ضروری به نظر می رسد.»
برای این منظور، بتدا نانوذرات مغناطیسی اکسید آهن، به روش هم رسوبی شیمیایی از نمک های آهن دو و سه سنتز شد، سپس با استفاده از درصدهای وزنی مختلف این نانوذرات مغناطیسی، نانوکامپوزیت پلی فوران @Fe3O4 با روش پلیمریزاسیون اکسیداسیون شیمیایی در جا، تحت امواج فراصوت و در دمای محیط تولید شد.
در قسمتی دیگر از این کار، خواص آنتی اکسیدانی نانوکامپوزیت پلی فوران @Fe3O4 نیز مورد بررسی قرار گرفت و در نهایت از نانوکامپوزیت الکترومغناطیسی تهیه شده به عنوان یک بستر تثبیت کننده برای هموگلوبین جهت کاربرد در زیست حسگرهای الکتروشیمیایی استفاده شد.
به دلیل استفاده از نانوذرات اکسید آهن دارای گروه های سطحی هیدروکسیل، این نانوذرات نه تنها سبب ایجاد خاصیت مغناطیسی و افزایش رسانایی الکتریکی نانوکامپوزیت می شوند، بلکه سازگاری خوبی با حلقه های فورانی به منظور افزایش میزان نسبت سطح به حجم برای کاربردهای زیستی ایجاد می کنند.
علاوه بر ارزان قیمت بودن مواد به کار رفته در ساخت نانوکامپوزیت، زیست سازگاری مواد اولیه مورد استفاده، امکان کاربرد مستقیم این زیست حسگر را در بافت های زیستی فراهم می آورد.
بررسی خواص آنتی اکسیدانی این نانوکامپوزیت الکترومغناطیس و کاربرد آن در زیست حسگرها برای اولین بار در دنیا توسط این تیم تحقیقاتی انجام گرفته است.
دکتر بقایری با اشاره به نتایج این تحقیقات گفت: «مقایسه نتایج به دست آمده در این پژوهش با آزمایش های مدل در آزمایشگاه تحقیقاتی ما نشان می دهد که استفاده از امواج فراصوت در ساخت این نانوکامپوزیت سبب بهبود خواصی نظیر رسانایی، مغناطیسی، ریخت شناسی، آنتی اکسیدانی و پایداری حرارتی در آن می شود.
این ویژگی ها ارتباط مستقیمی با کوچک بودن اندازه ذرات داشته و با بهینه سازی شرایط می توان آن ها را تقویت کرد.»
وی در مورد ادامه این تحقیقات افزود: «در حال حاضر گروه تحقیقاتی ما (متشکل از گروه شیمی دانشگاه حکیم سبزواری و گروه شیمی آلی-پلیمر دانشگاه مازندران) مشغول ساخت و بهره برداری نسل جدیدی از زیست حسگرهای الکتروشیمیایی هستند که می تواند خواص کاربردی این نوع از نانوکامپوزیت ها را بیشتر کند.
از طرفی با همکاری سایر گروه های علمی، نظیر گروه برق دانشگاه حکیم سبزواری، سعی در طراحی و ساخت مدل تجاری این نوع از زیست حسگرهای الکتروشیمیایی داریم.»
نتایج این پژوهش که با تلاش دکتر مهدی بقایری، دکتر مسلم منصورلکورج- استاد شیمی پلیمر دانشگاه مازندران- و احسان نظرزاده زارع -دانشجوی دکتری شیمی پلیمر دانشگاه مازندران- صورت گرفته است، در مجله ی Sensors and Actuators B: Chemical (جلد 202، 31 اکتبر سال 2014، صفحات 1200 تا 1208) منتشر شده است.
بنابراین اندازه گیری پراکسید هیدروژن در بافت های بدن و مایعات زیستی نظیر پلاسما، اهمیت بالایی خواهد داشت، با توجه به این مسئله که امروزه مرگ و میر ناشی از بیماری های قلبی - عروقی در کشور رو به افزایش است، وجود یک روش آسان، سریع و کارآمد در تشخیص میزان غلظت این ماده برای پیشگیری از این عارضه ضروری به نظر می رسد.
در این پژوهش حسگری الکتروشیمیایی از جنس نانوذرات مغناطیسی اکسید آهن و پلی فوران ساخته شده است که قابل کاربرد در اندازه گیری غلظت پراکسید هیدروژن در بافت های بدن و مایعات زیستی است. با تلاش این محققان، معایبی نظیر رسانایی پایین، پایداری حرارتی کم پلی فوران از بین رفته است.
دکتر مهدی بقایری، استادیار بخش شیمی دانشگاه حکیم سبزواری، در مورد اهمیت این تحقیقات گفت: «علاوه بر نیاز به تشخیص میزان غلظت پراکسیدهیدروژن جهت پیشگیری از بیماری های قلبی ـ عروقی، تعیین آن در آب باران برای تهیه یک آب قابل شرب، احساس می شود زیرا در برخی از کشور های جهان، نظیر استرالیا، به علت کمبود منابع زیر زمینی آب، استفاده از آب باران به منظور تأمین بخشی از آب شرب مورد نیاز مردم مرسوم شده است.
این ماده، به عنوان اکسید کننده ای قوی، عامل برخی واکنش های تولید کننده رادیکال های آزاد و فلزات در تروپوسفر جو زمین است. بنابراین مقدار پراکسید هیدروژن موجود در آب باران، به نوعی بیان کننده میزان سمیت، انحلال، زیست سازگاری و حتی میزان نسبی فلزات موجود در آب باران است.
با توجه به موارد مطرح شده لزوم بررسی میزان معمول پراکسید هیدروژن حل شده در آب پیش از ورود به محیط زیست و یا حتی مصارف خانگی ضروری به نظر می رسد.»
برای این منظور، بتدا نانوذرات مغناطیسی اکسید آهن، به روش هم رسوبی شیمیایی از نمک های آهن دو و سه سنتز شد، سپس با استفاده از درصدهای وزنی مختلف این نانوذرات مغناطیسی، نانوکامپوزیت پلی فوران @Fe3O4 با روش پلیمریزاسیون اکسیداسیون شیمیایی در جا، تحت امواج فراصوت و در دمای محیط تولید شد.
در قسمتی دیگر از این کار، خواص آنتی اکسیدانی نانوکامپوزیت پلی فوران @Fe3O4 نیز مورد بررسی قرار گرفت و در نهایت از نانوکامپوزیت الکترومغناطیسی تهیه شده به عنوان یک بستر تثبیت کننده برای هموگلوبین جهت کاربرد در زیست حسگرهای الکتروشیمیایی استفاده شد.
به دلیل استفاده از نانوذرات اکسید آهن دارای گروه های سطحی هیدروکسیل، این نانوذرات نه تنها سبب ایجاد خاصیت مغناطیسی و افزایش رسانایی الکتریکی نانوکامپوزیت می شوند، بلکه سازگاری خوبی با حلقه های فورانی به منظور افزایش میزان نسبت سطح به حجم برای کاربردهای زیستی ایجاد می کنند.
علاوه بر ارزان قیمت بودن مواد به کار رفته در ساخت نانوکامپوزیت، زیست سازگاری مواد اولیه مورد استفاده، امکان کاربرد مستقیم این زیست حسگر را در بافت های زیستی فراهم می آورد.
بررسی خواص آنتی اکسیدانی این نانوکامپوزیت الکترومغناطیس و کاربرد آن در زیست حسگرها برای اولین بار در دنیا توسط این تیم تحقیقاتی انجام گرفته است.
دکتر بقایری با اشاره به نتایج این تحقیقات گفت: «مقایسه نتایج به دست آمده در این پژوهش با آزمایش های مدل در آزمایشگاه تحقیقاتی ما نشان می دهد که استفاده از امواج فراصوت در ساخت این نانوکامپوزیت سبب بهبود خواصی نظیر رسانایی، مغناطیسی، ریخت شناسی، آنتی اکسیدانی و پایداری حرارتی در آن می شود.
این ویژگی ها ارتباط مستقیمی با کوچک بودن اندازه ذرات داشته و با بهینه سازی شرایط می توان آن ها را تقویت کرد.»
وی در مورد ادامه این تحقیقات افزود: «در حال حاضر گروه تحقیقاتی ما (متشکل از گروه شیمی دانشگاه حکیم سبزواری و گروه شیمی آلی-پلیمر دانشگاه مازندران) مشغول ساخت و بهره برداری نسل جدیدی از زیست حسگرهای الکتروشیمیایی هستند که می تواند خواص کاربردی این نوع از نانوکامپوزیت ها را بیشتر کند.
از طرفی با همکاری سایر گروه های علمی، نظیر گروه برق دانشگاه حکیم سبزواری، سعی در طراحی و ساخت مدل تجاری این نوع از زیست حسگرهای الکتروشیمیایی داریم.»
نتایج این پژوهش که با تلاش دکتر مهدی بقایری، دکتر مسلم منصورلکورج- استاد شیمی پلیمر دانشگاه مازندران- و احسان نظرزاده زارع -دانشجوی دکتری شیمی پلیمر دانشگاه مازندران- صورت گرفته است، در مجله ی Sensors and Actuators B: Chemical (جلد 202، 31 اکتبر سال 2014، صفحات 1200 تا 1208) منتشر شده است.
نظرشما
آخرین اخبار