محققان دانشگاه آزاد و صنعتی شریف به اندازه گیری سریع دوپامین دست یافتند - مجله سایه

اگر علاقمند به دریافت بهترین خدمات ویزای تحصیلی انگلیس هستید با ما همراه شوید، با مجری مستقیم ویزای تحصیلی انگلیس، با دریافت مشاوره رایگان از مجربترین تیم مهاجرتی انگلستان، بهترین مسیر را به سوی دانشگاه های انگلیس انتخاب کنید.

به گزارش گروه فناوری خبرنگاران، همکاری پژوهشگران دانشگاه آزاد اسلامی علوم و تحقیقات، پژوهشگاه علوم و فنون هسته ای و دانشگاه صنعتی شریف دستاورد طراحی حسگر های جدید، سریع و با درستی بالا برای مقادیر بسیار کم دوپامین را به همراه داشت که برای موارد تشخیص پزشکی و صنایع داروسازی مورد استفاده قرار می گیرد.

مجتبی باقرزاده، دانشیار رشته شیمی تجزیه پژوهشگاه علوم و فنون هسته ای درباره لزوم انجام این طرح پژوهشی و دستاورد های آن گفت: در این کار تحقیقاتی نانوکامپوزیتی جدید بر پایه ترکیب تیتانیا- سریای اصلاح شده با نقاط کوانتومی گرافنی، با هدف بهبود خواص الکتریکی و نوری آن تهیه شد. نانوکامپوزیت تهیه شده برای ساخت حسگر دوپامین استفاده شد و پاسخ های فتوالکتروشیمیایی در مقایسه با پاسخ الکتروشیمیایی، مورد ارزیابی و مقایسه نهاده شد. نتایج حاصله، کارایی عالی حسگر طراحی شده در اندازه گیری سریع و با درستی بالای دوپامین به روش جدید فتوالکتروشیمیایی را نشان می داد.

وی ادامه داد: هدف اصلی از این پروژه تحقیقاتی، پاسخ پذیرکردن نانوکامپوزیت حاوی نقاط کوانتومی گرافنی به نور مرئی بود. در صورت محقق شدن این هدف، نانوذرات حاصله می توانستند برای ساخت و طراحی حسگر های فتوالکتریک در ناحیه نور مرئی استفاده شوند. بدین منظور نیز زیست مولکول دوپامین به عنوان نمونه برای تست کارایی حسگر انتخاب شد. نتایج حاصله نشان داد که نانوکامپوزیت تهیه شده دارای خواص الکتریکی عالی بوده و گپ انرژی آن به ناحیه مرئی منتقل شده است.

باقرزاده توضیح داد: در صورت تجاری سازی حسگر طراحی شده برای مقاصد اندازه گیری مقادیر ناچیز دوپامین در نمونه های خون و ادرار، می توان از آن برای ساخت کیت های آزمایشگاهی تشخیص استفاده نمود. به این منظور باید اعتبارسنجی حسگر طراحی شده با استفاده از این نانوکامپوزیت، انجام گردد. همچنین توسعه روش فتوالکتروشیمیایی در اندازه گیری زیست مولکول ها و زیست نشانگر هایی که در تشخیص پزشکی از اهمیت زیادی برخوردار هستند، نظیر زیست نشانگر های DNA می تواند به عنوان طرح های آینده در نظر گرفته گردد. در حال حاضر اندازه گیری این زیست نشانگر ها به روش های گران قیمتی انجام می گردد.

محقق پژوهشگاه علوم و فنون هسته ای درباره این نوآوری در کشور گفت: محققین مختلف در سال های اخیر در کشور های برزیل، چین و دانمارک در حال توسعه این روش جدید برای ساخت حسگر فتوالکتروشیمیایی برای اندازه گیری دوپامین هستند. اما سنتز و کاربرد این نانوکامپوزیت کاملاً جدید است. ویژگی های نوآورانه این کار در طراحی نانوکامپوزیت تهیه شده بود که امکان به کارگیری آن را در ساخت حسگر فتوالکتروشیمیایی مهیا می ساخت. به علاوه حسگر ساخته شده، دامنه خطی وسیع تری با حساسیت بالاتری را نسبت به سایر حسگر های مشابه گزارش شده تا به امروز برای دوپامین ایجاد می کرد.

نتایج این تحقیق نشان داده که الکترود تهیه شده با استفاده از نانوکامپوزیت جدید در این کار، پاسخ فتوالکتروشیمیایی عالی به مولکول دوپامین نشان می دهد. در شرایط بهینه، حسگر طراحی شده توانایی اندازه گیری دوپامین را به روش فتوالکتروشیمیایی در رنج خطی 3/0 تا 750 میکرومولار دوپامین داشته که از نظر حساسیت، 8/2 برابر حساسیت بیشتر و 10 برابر حد تشخیص پایین تری نسبت به روش الکتروشیمیایی اندازه گیری دوپامین نشان داده است. نتایج حاصله بیانگر دستیابی به روشی جدید بر مبنای روش فتوالکتروشیمیایی بوده که نسبت به روش الکتروشیمیایی، ساده تر، سریع تر و از نظر کاری احتیاج کمتری به مهارت آزمایشگر دارد.

باقرزاده درباره مکانیزم نانوفناوری این پژوهش گفت: به کارگیری نقاط کوانتومی گرافنی و ترکیب کردن آن با نانوکامپوزیت تیتانیا- سریا در نسبت های بهینه، سبب به وجودآمدن یک اثر هم افزایی در نانوکامپوزیت نهایی می گردد که هم زمان راهنمایی الکتریکی را افزایش و بندگپ ترکیب را کاهش داده تا در محدوده نور مرئی دارای فعالیت فتوالکتریک و فتوالکتروشیمیایی گردد.

نتایج حاصله می تواند در طراحی حسگر های جدید، سریع و با درستی بالا برای مقادیر بسیار کم دوپامین در موارد تشخیص پزشکی و همچنین در صنایع داروسازی مورد استفاده قرار گیرد.

این کار پژوهشی با همکاری نسرین احمدی فارغ التحصیل مقطع دکتری رشته مهندسی مواد دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات و مجتبی باقرزاده، دانشیار رشته شیمی تجزیه پژوهشگاه علوم وفنون هسته ای به عنوان نویسنده مسئول و علی نعمتی، استاد رشته مهندسی مواد دانشگاه صنعتی شریف به عنوان نویسنده مسئول دوم اجرا شده و در قالب مقاله ای با عنوان Comparison between electrochemical and photoelectrochemical detection of dopamine based on titania-ceria-graphene quantum dots nanocomposite در مجله BIOSENSORS & BIOELECTRONICS با ضریب تأثیر 9.518 (سال 2020) به چاپ رسیده است.