شناسایی سریع باقیمانده‌های آنتی‌بیوتیک در آب با استفاده از حسگر زیستی

به گزارش روز شنبه گروه علم و آموزش ایرنا از تارنمای graphene-flagship، پایه این حسگر یک نانوماده سفارشی مشتق شده از فلوروگرافن است که توسط دانشمندان مؤسسه تحقیقاتی و فناوری پیشرفته کشور چک (CATRIN) در دانشگاه پالاکی (Palacký ) توسعه یافته است. آنها از روشی موسوم به شیمی کلیکاستفاده کردند که سال گذشته سه دانشمند با استفاده از این روش جایزه نوبل شیمی را دریافت کردند.

شیمی کلیک click chemistry یک واکنش خاص واحد نیست، بلکه روشی برای تولید محصولاتی است که در طبیعت نمونه‌هایی را دنبال می‌کنند که با پیوستن به واحدهای کوچک مدولار موادی تولید می‌کنند.

افزایش مقاومت میکروارگانیسم‌ها در برابر آنتی‌بیوتیک‌ها یکی از مهم ترین مشکلات پزشکی امروز است. تخمین‌هایی وجود دارد که می‌تواند عامل مرگ و میر آن بیشتر از سرطان در سال ۲۰۵۰ باشد. علاوه بر درمان‌های جدید، سطح آنتی‌بیوتیک در نمونه‌های مختلف نیز نیاز به نظارت دقیق دارد. نشان داده شده است که مقادیر باقیمانده آنتی بیوتیک نه تنها در فاضلاب، بلکه در آب آشامیدنی یا برخی غذاها نیز وجود دارد که توانایی باکتری‌ها را برای ایجاد مقاومت در برابر آنها افزایش می‌دهد. بنابراین، دانشمندان به دنبال حسگرهای زیستی الکتروشیمیایی سریع، ارزان، کارآمد و یکبار مصرف برای اثبات وجود آنتی‌بیوتیک‌ها هستند. این حسگر زیستی از ماده جدیدی تشکیل شده است که از فلوروگرافن به دست آمده است.

دیوید پاناچک از مؤسسه تحقیقاتی و فناوری پیشرفته چک توضیح داد: ما از طریق گروه‌های آلکین متصل به گرافن، آپتامر را بی‌حرکت کردیم، مولکولی که قادر به تشخیص آنتی‌بیوتیک، یعنی آمپی‌سیلین است. تصمیم گرفتیم از روشی موسوم به شیمی کلیکی استفاده کنیم که امکان اتصال دقیق و سریع مولکول‌ها را فراهم می‌کند.

وی ادامه داد: منحصر به فرد بودن این راهبرد نه تنها در روش، بلکه در امکان اتصال حسگر به تلفن همراه نیز نهفته است. این اندازه‌گیری‌ها را هر کسی می‌تواند مثلاً در محیط خانه یا مستقیماً در محیط کار انجام دهد.

براساس این گزارش، اثربخشی این حسگر توسط محققان روی آب لوله کشی، محصولات لبنی و بزاق انسان تایید شده است. آنها دریافتند که این حسگر زیستی می‌تواند حتی مقادیر کمی از باقیمانده دارو در آب آشامیدنی را نسبت به حد تعیین شده توسط اتحادیه اروپا تشخیص دهد.

این روش بسیار ساده است. یک الکترود حاوی نانومواد در یک محلول آلوده غوطه ور می‌شود و مقدار آمپی‌سیلین توسط تلفن همراه اندازه‌گیری می‌شود. تاکنون شناسایی و تجزیه و تحلیل‌های بیشتر به ابزارهای گران‌قیمت و کارکنان آموزش دیده نیاز داشته است.

این اولین بار نیست که دانشمندان این موسسه در کشور چک از مشتقات گرافن برای حسگرهای زیستی استفاده می‌کنند. ایده استفاده از این مواد برای تشخیص آنتی‌بیوتیک توسط ژوزف ملازینو مدت کوتاهی پس از پیوستن او به این موسسه تحقیقاتی مطرح شد.

وی به عنوان یک بیوشیمیست ایده بسیار خاصی در مورد حسگر زیستی داشت، اما به یک ماده مناسب نیاز داشت.