حسگری که با نانوذرات نورانی ویروس‌های سرطان‌زا را شناسایی می‌کند

به گزارش پارس نیوز، دکتر محدثه زارعی قبادی، پژوهشگر پسادکتری دانشگاه تهران با اشاره به ویژگی‌های منحصربه‌فرد نانوساختارهای کربنی، گفت:‌ نانوساختارهای کربنی علاوه بر دارا بودن خصوصیات نوری و الکتروشیمیایی ویژه، قابلیت اتصال به زیست مولکول‌ها را دارند که می‌تواند عملکرد آنها را به‌طور قابل‌توجهی بهبود بخشد. از این‌ رو نانوساختارهای کربن به‌طور گسترده در حوزه‌های مختلف پزشکی کاربردی از جمله زیست‌حسگرها، دارورسانی و تحویل ژن استفاده می‌شوند.

وی ادامه داد: بر این اساس در این مطالعه از روش‌های ساده برای سنتز "کربن دات" و نانوذره‌ مغناطیسی آهن پوشش‌دار شده با طلا استفاده شد و سپس این نانوذرات در یک طراحی ساده، برای شناسایی ویروس HTLV-I مورد استفاده قرار گرفتند.

زارعی ویروس انسانی لنفوسیت T نوع اول یا HTLV-I را اولین ویروس سرطان‌زای شناخته‌شده‌ انسانی دانست و اظهار کرد: این ویروس عامل نوعی سرطان خون به نام لوسمی سلول T بالغین (ATL) و چندین بیماری دیگر است. مناطق بومی این ویروس، جزایر کارائیب، ژاپن، آمریکای جنوبی، آفریقای مرکزی و جنوب هندوستان هستند و در ایران نیز استان خراسان و به‌خصوص شهر مشهد به‌عنوان یک منطقه اندمیک با شیوع ۵ درصد گزارش شده‌است؛ از این رو هم‌اکنون تشخیص آلودگی در مراکز انتقال خون کشور و به‌خصوص در شهر مشهد توسط یک فرایند پرهزینه انجام می‌شود. بنابراین، طراحی زیست حسگرهای کارآمد برای شناسایی ارزان‌قیمت این ویروس ضروری به نظر می‌رسد.

این محقق با بیان اینکه انتقال انرژی بین نقاط کربنی و نانوذرات مغناطیسی آهن پوشش داده شده با طلا سازوکار عملکرد این نانوحسگر را تشکیل می‌دهد، ادامه داد: به این‌صورت که همپوشانی طیف نشری نقاط کربنی و طیف جذبی نانوذرات مغناطیسی آهن پوشش داده شده با طلا، فاصله‌ چند نانومتری بین نانوذرات دهنده و گیرنده‌ انرژی و همچنین برهمکنش دوقطبی- دوقطبی شرایط لازم را برای عملکرد مطلوب این نانوحسگر فراهم می‌کند.

زارعی درباره مراحل سنتز نانوحسگر و آزمون‌های مورد استفاده جهت ارزیابی کارایی آن، گفت: ابتدا نانوذرات کربن دات با قطر ۱.۵ نانومتر و نانوذره‌ مغناطیسی آهن پوشش‌دار شده با طلا با قطر حدود ۹۰ نانومتر سنتز شدند. سپس دو کاوشگر الیگونوکلئوتیدی اختصاصی که مکمل بخش‌های ابتدایی و انتهایی توالی ویروس هدف هستند، طراحی و سنتز شدند. در ادامه از روش‌های پراکندگی نور دینامیکی (DLS) و میکروسکوپ الکترونی عبوری (TEM) برای تعیین اندازه‌ نانوذرات، از طیف‌سنجی مادون‌قرمز تبدیل فوریه برای شناسایی گروه‌های عاملی روی نانوذرات و از طیف‌سنجی مرئی-فرابنفش و فلوئورسانس برای تعیین عملکرد زیست حسگر و تشخیص هدف استفاده شد.

به گفته مجری طرح، حد تشخیص این زیست‌حسگر برای تشخیص ویروس هدف، ۱۰ نانومولار و ناحیه‌ خطی بین ۱۰ تا ۳۲۰ نانومولار است.

نتایج این تحقیقات که از سوی دکتر محدثه زارعی قبادی پژوهشگر پسادکتری در مرکز تحقیقات بیوشیمی و بیوفیزیک دانشگاه تهران در گروه تحقیقاتی دکتر هدایت‌الله قورچیان و با همکاری دکتر سید حمیدرضا مژگانی عضو هیأت علمی دانشگاه علوم پزشکی البرز، دکتر مهدی نوروزی عضو هیأت علمی دانشگاه علوم پزشکی تهران، دکتر فریبا دشتستانی و دکتر فاطمه حکیمیان از محققان مرکز تحقیقات بیوشیمی و بیوفیزیک و دکتر امیر یادگاری محقق دانشگاه مارکیت آمریکا اجرایی شده، در مجله‌ Scientific reports با ضریب تأثیر ۴.۱۲۲ منتشر شده‌ است.