تشخيص ترکيبات بيولوژيکي با كمك نانولوله‌هاي کربني

شيميدانان ايراني، الكترود كربن شيشه‌اي اصلاح شده‌اي را با نانولوله كربني عامل دار شده ساخته‌اند كه اين الكترود مي‌تواند سيستامين موجود در نمونه‌هاي بيولوژيکي را به طريق الکتروشيميايي اندازه‌گيري كند.
استفاده از فناوري نانو، افق‌هاي جديدي براي استفاده از نانوذرات و نانولوله‌هاي کربني در شيمي تجزيه و تشخيص برخي از ترکيبات شيميايي و بيولوژيکي باز کرده است. يکي از کاربردهاي جذاب نانوذرات و نانولوله‌هاي کربني تسهيل واکنش‌هاي انتقال الکترون است. به همين دليل به عنوان يک واسطه‌گر در ساخت حسگرها و زيست حسگرها استفاده مي‌شوند که سينتيک واکنش‌هاي الکتروشيميايي کند را طي فرايندي به نام الکتروکاتاليز، تسريع کرده و راهي براي اندازه‌گيري الکتروشيميايي آنها فراهم مي‌نمايد.

فرشته چكين، در گفتگو با بخش خبري سايت ستاد ويژه توسعه فناوري نانو گفت: «از آنجايي که برخي از اسيدهاي آمينه ترکيبات گوگرددار هستند، اکسايش الکتروشيميايي آنها در سطح الکترودهاي معمولي بسيار کند است، از اين رو نمي‌توان آنها را در سطح الکترودهاي معمولي به روش الکتروشيميايي تبيين و اندازه‌گيري نمود. بنابراين براي تسريع فرايند الکترودي آنها، از واسطه‌گرهاي مختلف استفاده و الکترودهاي اصلاح شده شيميايي ساخته مي‌شود. به اين منظور، ساخت الکترود کربن شيشه‌اي اصلاح شده با نانولوله کربني عامل‌دار شده براي اندازه‌گيري الکتروشيميايي سيستامين مد نظر قرار گرفت».

خانم چكين در اين مسير، ابتدا الکترود کربن شيشه‌اي اصلاح شده با نانولوله‌هاي کربني تک‌ديواره را از طريق قطره گذاري سوسپانسيوني از نانولوله کربني تک ديواره در حلال دي متيل فرماميد بر سطح الکترود کربن شيشه‌اي تهيه و با ترسيب الکتروشيميايي لايه‌اي از ترکيب 1، 2- نفتوکينون 4- سولفونيک اسيد سديم بر سطح آن، الکترود کربن شيشه‌اي اصلاح شده با نانولوله‌هاي کربني تک ديواره داراي عامل نفتوکينوني را ساخت. سپس رفتار الکتروشيميايي واسطه‌گرهاي انتقال الکترون مورد استفاده نظير نفتوکينون را در غياب و حضور نمونه‌هاي بيولوژيکي گوگرددار نظير سيستامين در بسترهاي متفاوت نظير کربن شيشه‌اي و کربن شيشه‌اي اصلاح شده با نانولوله‌هاي کربني عامل‌دار شده با استفاده از تئوري‌هاي موجود در الکتروشيمي مورد بررسي و ارزيابي قرار داد. بعد از بهينه کردن عوامل موثر بر شرايط انجام فرايند الکترودي و تهيه الکترودهاي اصلاح شده، از روش‌هاي ولتامتري براي اندازه‌گيري سيستامين به عنوان يک ترکيب بيولوژيکي گوگرددار و ترکيب هسته‌دوست در واکنش‌هاي افزايشي 1و4 يا مايکل با کينون موجود در سطح الکترود اصلاح شده عامل‌دار استفاده کرد.

شايان ذکر است در اين پژوهش، تثبيت واسطه‌گرهاي انتقال الکترون نظير نانولوله‌هاي کربني و ترکيب نفتوکينوني روي بستر الکترودي با استفاده از تصاوير ميکروسکوپ الکتروني روبشي تبيين شده و از اين الکترود اصلاح شده داراي عامل نفتوکينوني به عنوان حسگر الکتروشيميايي در اندازه‌گيري ولتامتري سيستامين استفاده گرديد.

دانشجوي دکتري شيمي تجزيه خاطر نشان کرد: «تحقيق انجام شده يک پژوهش بنيادي است که مي‌تواند به عنوان حسگر الکتروشيميايي براي اندازه‌گيري سيستامين در نمونه‌هاي بيولوژيکي در آزمايشگاه‌هاي باليني و مراکز پژوهشي استفاده گردد».

اين پژوهش با راهنمايي دکتر جهانبخش رئوف و مشاوره دکتر رضا اوجاني انجام شده و جزئيات آن در مجله Journal of Electroanalytical Chemistry (جلد633، صفحات192-187، سال2009) منتشر شده است.

منبع: ستاد ويژه توسعه فناوري نانو