طراحی حسگر ویژه جهت اندازه‌گیری میزان داروی ضدایدز توسط محققان کشور

به گزارش خبرگزاری مهر، داروی زیدوودین (Zidovudine) به عنوان اولین داروی ضد ایدز شناخته شده است. بر اساس مطالعات موجود، غلظت‌های بالاتر از 10 میکرومولار این دارو در خون، اثرات جانبی نامطلوبی برای انسان به همراه خواهد داشت. از این‌رو به‌دست آوردن میزان مؤثر دارو و همچنین دنبال کردن تغییرات غلظت آن در خون بیمار نیازمند استفاده از حسگرهایی دقیق است. محققان در این طرح با بهره‌گیری از ترکیبی از نانولوله‌های کربنی و نانوفیلم نقره اقدام به ساخت حسگری الکتریکی کرده اند که می‌تواند این هدف را تحقق بخشد.

حسگر طراحی شده قادر به اندازه‌گیری غلظت‌های بسیار پایین (در حد 0/15 میکرومولار) از داروی ضد ایدز زیدوودین است. این حسگر همچنین در اندازه‌گیری مؤثر دارو در نمونه پلاسمای خون موفق بوده و تا حدود 98 درصد از میزان واقعی این دارو را تعیین کرده است.

استفاده از فلزات در نقش کاتالیست برای ساخت حسگرها یک روش شناخته شده‌ است. بیشتر کارهای انجام شده در این زمینه، بر مبنای استفاده از نانوذرات فلزی برای افزایش سطح فعال الکترود و بهبود کارایی حسگرها بوده است. تحقیقات این گروه نشان داده است که فلز نقره، کاتالیست بسیار مناسبی در واکنش احیای الکتریکی- شیمیایی زیدوودین است. در این طرح، برای افزایش سطح فعال الکترود، نقره به صورت یک لایه‌ی نانومقیاس بر روی بستر نانولوله‌ی کربنی نشانده شده است.

به گزارش ستاد نانو، برای این منظور سطح الکترود در ابتدا با نانولوله‌های کربنی (با سطح ویژه‌ی زیاد و هدایت الکتریکی بالا) پوشش داده شده است. سپس پوششی از فلز نقره به صورت نانوفیلم بر روی این بستر نانوساختار قرار گرفته است. این روش پیشنهادی می‌تواند راهکار مناسبی برای دستیابی به حداکثر سطح فعال در حسگرها باشد.

به گفته‌ احمدرضا افراز، دانشجوی دکتری شیمی ـ فیزیک دانشگاه بوعلی سینا، نشاندن فلز گرانبهای نقره به صورت یک لایه با ضخامتی در مقیاس نانومتر بر روی یک بستر نانولوله‌کربنی نه‌تنها باعث افزایش قابل توجه سطح فعال حسگر و سرعت واکنش‌های الکتروشیمیایی بر روی آن می‌شود، بلکه به دلیل ضخامت بسیار کم، به مقدار زیادی در مصرف نقره صرفه‌جویی می‌کند و هزینه‌های ساخت حسگر کاهش خواهد یافت.

ضخامت پوشش نقره با مقایسه‌ی تصاویر SEM نانولوله های کربنی چند دیواره قبل و بعد از رسوب دادن نقره، 15/5 نانومتر بدست آمده است. برای تشخیص خاصیت کاتالیستی نقره برای کاهش داروی زیدوودین و ایجاد سیگنال الکتریکی از مقایسه‌ی نمودارهای ولتامتری چرخه‌ای استفاده شده است. بر اساس نتایج، الکترود تجاری کربن شیشه‌ای هیچگونه سیگنالی برای این دارو تولید نمی‌کند، درحالی‌که با کاهش الکتروشیمیایی زیدوودین، پوشش نقره بر روی سطح الکترود باعث ایجاد سیگنالی قوی می‌شود.

این تحقیقات حاصل همکاری دکتر امیرعباس رفعتی- عضو هیأت علمی دانشگاه بوعلی سینا- و احمدرضا افراز است که نتایج آن در مجله Matrerials Scinece and Engineering:C ( جلد 39، شماره 1، ماه فوریه، سال 2014، صفحات 105 تا 112) به چاپ رسیده است.