«نانوحسگر تشخیص زودهنگام ویروس هپاتیت C» ساخته شد
یک پژوهشگری ایرانی موفق به طراحی و ساخت نانوحسگری شده که قادر است ویروس هپاتیت C را در بدن با سرعت و گزینش‌پذیری بالایی شناسایی کند؛ تشخیص زودهنگام این ویروس خطرناک می‌تواند شانس درمان آن را افزایش دهد.
اکرم ولی‌پور در گفت‌وگو با خبرنگار اجتماعی باشگاه خبرنگاران پویا در تشریح زمینه فنی طرح ابداعی ایمونوسنسور تشخیص HCV اظهار کرد: ویروس هپاتیت C یا همان HCV از عوامل اصلی هپاتیت مزمن عفونی است که حدود 200 میلیون نفر در سراسر جهان را تحت تأثیر قرار داده است؛ هپاتیت C یکی از انواع هپاتیت و معمولاً خطرناکترین نوع هپاتیت محسوب می‌شود که از طریق خون آلوده (معمولاً از طریق استفاده مشترک از سوزن آلوده برای تزریق مواد مخدر) منتقل می‌شود.
این دانشجوی دکتری شیمی تجزیه دانشگاه ایلام با بیان اینکه هپاتیت C یک عفونت ویروسی است که به کبد حمله کرده و باعث ایجاد التهاب در آن می‌شود، تصریح کرد: اغلب افراد مبتلا به ویروس هپاتیت C علائمی ندارند، تا مدتها از بیماری خود بی‌اطلاع هستند و زمانی از بیماری خود مطلع می‌شوند که آسیب کبدی از طریق آزمایشهای پزشکی مشخص می‌شود بنابراین تشخیص و شناسایی این ویروس توسط مراکز بهداشتی درمانی و کلینیکهای تشخیصی طبی بسیار حائز اهمیت است.
معایب روشهای مرسوم اندازه‌گیری HCV
وی با تأکید بر اینکه با توجه به اهمیت تشخیص و اندازه‌گیری HCV نیاز به یک روش ساده، گزینش‌پذیر و بسیار حساس است که در مدت زمان کوتاهی بتواند مقدار این ویروس را در نمونه‌های سرم خون به راحتی اندازه‌گیری کند، گفت: از آنجاییکه روشهای مرسوم اندازه‌گیری HCV دارای معایبی از جمله قدرت تفکیک کم، گزینش‌پذیری پائین، حساسیت پائین، دقت کم و روش تهیه مواد پیچیده است، به این منظور تحقیقات در زمینه شناسایی یک آزمون ساده، سریع و قابل اعتماد به منظور تعیین مقدار HCV ادامه دارد.
این نخبه علمی استان ایلام ادامه داد: چالشهایی در اندازه‌گیریهای مرسومHCV به دلیل استفاده از دستگاه‌ها و تجهیزات گرانقیمت وجود دارد که شیمیدانان را به سمت طراحی سنسورهای الکتروشیمیایی و حسگرهایی که بتوانند با حساسیت بیشتر و گزینش‌پذیری بهتری HCV را اندازه‌گیری کند و در عین حال نیاز به تجهیزات و دستگاه‌های پیشرفته و گرانقیمت نداشته باشند، سوق داده است؛ روش «الکتروشیمیایی ایمونواسی ساندویچی»، معمولترین روش تجزیه‌ای استفاده شده برای شناسایی آنتی‌ژنها و پروتئینها است.
وی در ارتباط با این روش الکتروشیمیایی ابراز کرد: در این روش، آنتی‌ژن بین دو نوع آنتی‌بادی به نام آنتی‌بادی اولیه و آنتی‌بادی ثانویه به دام می‌افتد و این فرایند باعث تسریع بر هم‌کنش بین آنتی ژن و آنتی‌بادی می‌شود؛ در بین روشهای الکتروشیمیایی، طراحی روشی که بتواند به صورت گزینش‌پذیر عمل کرده و اثر دیگر ترکیبات موجود در مایعات بیولوژیکی را به حداقل برساند بسیار مورد توجه است.
نحوه ساخت و طراحی ایمونوسنسورها
ولی‌پور اضافه کرد: به منظور دستیابی به این هدف، در روشهای الکتروشیمیایی معرفی یک زیست‌حسگر و کاوشگر که دارای چنین خصوصیاتی باشد حائز اهمیت است؛ تاکنون کاوشگرهایی شامل ترکیبات شیمیایی آهن و برخی مولکولها که تحت تاثیر بسیاری از مزاحمتها قرار می‌گیرند در طراحی ایمونوسنسورها به کار برده شده‌اند که در پتانسیلهای مثبت اکسید می‌شوند.
وی یادآور شد: از جنبه‌های نوآوری این طرح می‌توان به استفاده از سلستین‌بلو به عنوان گونه کاوشگر (ردوکس) اشاره کرد؛ با توجه به اینکه سلستین‌بلو در پتانسیلهای منفی اکسید می‌شود نسبت به ترکیبات آهن (استفاده شده در گونه‌های مشابه) تحت تأثیر مزاحمتها قرار نمی‌گیرد در حالیکه ترکیبات آهن در پتانسیلهای مثبت اکسید می‌شود و تحت تأثیر اکسیداسیون بسیاری از ترکیبات بیولوژیکی مانند دوپامین قرار می‌گیرد و در روند اندازه‌گیری ایجاد خطا می‌کند.
این دانشجوی دکتری دانشگاه ایلام تصریح کرد: همچنین در این طرح به کمک خواص ویژه‌ای از نانوذرات تیتانیوم اکسید، گرافن و فولرن، نانو ایمونوسنسور ساندویچی الکتروشیمیایی HCV با هدف اندازه‌گیری بسیار دقیق، گزینش‌پذیر و سریع این مولکول پیشنهاد شده است؛ دستگاه‌های اندازه‌گیری HCV به علت سنگین بودن و قابل استفاده نبودن آنها در همه جا یا استفاده از آنها فقط در یک جای خاص، دارای مشکلاتی از قبیل در دسترس نبودن در منزل هستند اما روش بیان شده در طرح حاضر می‌تواند منجر به تولید دستگاه‌هایی بسیار کوچک، با حساسیت بالا، ارزان و با قابلیت جابه‌جایی آسان شود.
مزایای قابل حمل بودن، سرعت بالای آنالیز و قیمت پائین
این طراح و سازنده نانوحسگر تشخیص زودهنگام ویروس هپاتیت C در تشریح وضعیت دانش فنی پیشین در این حوزه نیز گفت: زیست‌حسگرها دارای مزایای تشخیصی بسیار زیادی مانند حساسیت زیاد، قابل حمل بودن، سرعت بالای آنالیز، انتخابگری بالا، قیمت کم و توانایی برای کوچک شدن را دارا هستند؛ به‌طور کلی زیست‌حسگر، یک وسیله حساس متشکل از یک لایه زیست تشخیصی در تماس نزدیک با یک مبدل بوده که قادر به تبدیل رویدادهای زیست تشخیصی به یک سیگنال قابل اندازه‌گیری است.
وی با بیان اینکه مبدلهای الکتروشیمیایی معمولترین مبدلها در ساخت زیست‌حسگرها هستند، یادآور شد: محققان در دهه اخیر زیست‌حسگرهای الکتروشیمیایی متفاوتی از جمله ایمونوسنسورها را برای اندازه‌گیری و تشخیص گونه‌های مختلف به‌کار برده‌اند؛ روشهای الکتروشیمیایی دارای مزایای بسیار زیادی از قبیل حساسیت زیاد، حدتشخیص کم، محدوده خطی وسیع، تشخیص سریع، سادگی روشها، ارزان بودن دستگاهی و کم هزینه بودن آنالیزها هستند.
این دانشجوی دکتری شیمی تجزیه دانشگاه ایلام با اشاره به اینکه آنزیمها، پروتئینها، آنتی‌ژنها، آنتی‌بادیها یا سایر مواد زیستی از جمله موادی هستند که در ساختار لایه تشخیص دهنده در یک زیست‌حسگر مورد استفاده قرار می‌گیرند، گفت: زیست‌حسگرهای بر پایه آنتی‌بادی در نقش عناصر زیست‌تشخیصی، ایمونوسنسور نامیده می‌شوند؛ میل ترکیبی خاصی که بین آنتی‌بادیها و آنتی‌ژنهای مربوطه وجود دارد و اصطلاحا روش ایمونواسی گفته می‌شود، روشی نوید دهنده برای تجزیه‌های بیوشیمیایی است.
روشهای مرسوم اندازه‌گیری هپاتیت C
وی افزود: روشهای مرسوم برای اندازه‌گیری هپاتیت C معمولا IRMA و ELISA هستند؛ IRMA حساسیت بالایی دارد اما دارای معایبی مانند وجود اشعه‌های اتفاقی و مضر و هزینه بالا است و در روش ELISA هم مشکل زمانبر بودن و حساسیت پائین وجود دارد بنابراین ایمونوسنسورهای الکتروشیمیایی به دلیل خواص و مزیتشان اخیرا بسیار مورد توجه قرار گرفته‌اند.
ولی‌پور همچنین گفت: حساسیت یک ایمونوسنسور الکتروشیمیایی برای تشخیص غلظتهای پائین آنتی‌ژن به وسیله افزایش تعداد آنتی‌بادیهای تثبیت شده روی سطح افزایش می‌یابد؛ به منظور افزایش کارایی ایمونوسنسور و تعداد آنتی‌بادیهای تثبیت شده اخیرا نانو مواد به دلیل دارا بودن سطح وسیع و پایداری بالا بسیار مورد توجه قرار گرفته‌اند.
وی خاطرنشان کرد: آنتی‌بادیها و آنتی‌ژنها توانایی انتقال الکترون را ندارند لذا برای دستیابی به یک ایمونوسنسور الکتروشیمیایی به کار بردن یک حد واسط انتقال الکترون ضروری است؛ حدواسطهایی که به صورت معمول مورد استفاده قرار می‌گیرند شامل مشتقات آهن هستند؛ در پژوهشی که داشتم ریبوفلاوین که یک ویتامین محلول در آب و زیست سازگار است به عنوان گونه حد واسط معرفی شده و با توجه به اینکه در پتانسیلهای منفی اکسید می‌شود کمتر تحت تأثیر مزاحمتها قرار می‌گیرد چرا که اکثر ترکیبات مثل دوپامین در پتانسیلهای مثبت اکسید می‌شوند و احتمال وجود خطا در اندازه‌گیریها را افزایش می‌دهند.
این دانشجوی دکتری شیمی تجزیه دانشگاه ایلام گفت: هدف این طرح ساخت سنسوری با قابلیت بالا برای تشخیص هسته ویروس هپاتیت C است و تاکنون برای تشخیص بیماری هپاتیت از آنتی‌بادی ویروس هپاتیت سی، RNA ویروس و هسته ویروس استفاده شده است.
اهمیت اندازه‌گیری هسته ویروس هپاتیت C با روشی ارزان
وی افزود: از آنجائیکه هسته ویروس سریع‌تر از آنتی‌بادی ویروس در خون بیماران ظاهر می‌شود لذا اندازه‌گیری هسته از اهمیت بالاتری برخوردار است و با توجه به اینکه اندازه‌گیری هسته ویروس هپاتیت C به‌صورت نوظهور بوده و نخستین بار برای تشخیص هپاتیت در سال 1999 به کار گرفته شده است و روشهای به کار برده پیچیده و گران هستند لذا طراحی روشهای ساده و ارزان برای اندازه‌گیری هسته حائز اهمیت است اما تا به حال اقدامات لازم در سطح بین‌المللی برای ساخت ایمونوسنسور تشخیص هسته صورت نگرفته است؛ از این رو نیاز به پژوهش در این زمینه کاملا احساس شده و در طرح حاضر به این موضوع پرداخته شده است.
وی که درصدد ثبت این اختراع توسط سازمان مالکیت فکری است تا به این واسطه بتواند به تجاری‌سازی آن بپردازد، درباره سنجش نمونه حقیقی این طرح گفت: نمونه خون مربوط به چهار نفر به عنوان نمونه حقیقی تعیین مقدار شد؛ برای این منظور مقداری از نمونه توسط بافر به میزان 50 برابر رقیق و توسط ایمونوسنسور طراحی شده تعیین مقدار شد؛ درصد بازیابی مقادیر استاندارد HCV اضافه شده به نمونه خون قابل اعتماد بودن ایمونوسنسور را نشان داد.
این فناور به بیان واضح‌تر و دقیق‌تر مزایای این اختراع پرداخت و ابراز کرد: ساخت نخستین نمونه سیستم ایمونوسنسور تشخیص هپاتیت C در ایران، حد تشخیص بسیار پائین نانو ایمونوسنسور که هیچ نمونه خارجی این حد تشخیص را ندارد، به‌کار بردن حد واسط ریبوفلاوین که اثر مزاحمتها را به حداقل می‌رساند، گزینش‌پذیری بسیار خوب سیستم فوق در سرم خون، اندازه‌گیری HCV تنها در مدت زمان 30 دقیقه پس از طراحی سیستم، پایداری بالا و غیر سمی بودن مواد بکار رفته در سیستم پیشنهادی، عدم استفاده از دستگاه‌های گران قیمت و روش تهیه نمونه پیچیده و زمانبر و اندازه‌گیری نمونه فقط با قرار دادن چند قطره از سرم خون روی سطح سیستم طراحی شده از جمله مزایای این اختراع است.
عدم وجود نمونه داخلی و خارجی چنین طرحی
ولی‌پور درباره برخی مطالب حول اندازه‌گیری ویروس هپاتیت C که آرشیو آن در وب موجود است نیز گفت: توجه به بررسیهای انجام شده در ادعانامه‌های سایت گوگل همچنین سایت روزنامه رسمی جمهوری اسلامی ایران و مراکز درمانی داخلی، هیچ آزمایشگاه تشخیصی طبی در ایران قادر به اندازه‌گیری ویروس هپاتیت C با استفاده از روش الکتروشیمیایی در مایعات بیولوژیکی بدن با قابلیت گزینش‌پذیری بالا با این دقت و صحت نیست.
انتهای پیام/
