ارائه روشی برای تشخیص چشمی باکتری‌های بیماری‌زا

باکتری / صبا رنجبر، دانش‌آموخته مقطع دکتری رشته شیمی تجزیه از دانشگاه صنعتی شریف هدف از انجام این طرح را دستیابی به یک ابزار قابل‌حمل، ساده، سریع و بدون نیاز به تجهیزات گران‌قیمت و پیچیده برای شناسایی چشمی باکتری‌های بیماری‌زا در نمونه‌های زیست‌محیطی دانست و گفت: از این طریق می‌توان با دقت و درستی بالا نمونه‌های زیست‌محیطی حاوی باکتری را در گستره وسیعی از غلظت‌ها مورد سنجش قرار داد.

به گزارش رکنا، وی با بیان اینکه در این پژوهش از نمونه‌های مختلف آب جمع‌آوری‌شده، برای بررسی عملکرد زیست‌حسگر استفاده شد، خاطر نشان کرد: با بهره‌گیری از فناوری پیشنهاد شده، امکان تشخیص آب سالم از آب آلوده‌شده توسط باکتری‌ها به صورت آنلاین و در محل به وجود آمده است که می‌تواند به‌عنوان یک روش کارآمد و مؤثر در حوزه‌های مختلف زیست‌محیطی به‌کار گرفته شود.

به گفته این محقق، زیست‌حسگر پیشنهادی مانند یک سنجه هوشمند عمل ‌می‌کند که نمایش هر رنگی توسط آن نشان‌دهنده غلظت مشخصی از باکتری است. به‌طور مثال، رنگ بنفش ‌نشان‌دهنده آب فاقد باکتری است. در صورتی که، رنگ آبی غلظت کم باکتری و رنگ زرد به معنای میزان بالای ‌باکتری در نمونه آب است.‌

رنجبر ادامه داد: در شرایط بهینه، زیست‌حسگر موردنظر می‌تواند در گستره وسیع غلظتی CFU/mL ۱۰۶-۱۰۱ با حساسیت بالا باکتری هدف را مورد سنجش قرار دهد. حد تشخیص چشمی برای سنجش باکتری CFU/mL ۱۰۲ ثبت شد که با استفاده از نرم افزار ImageJ این پارامتر به CFU/mL ۱۰۱ کاهش یافت که نشان‌دهنده عملکرد مناسب زیست‌حسگر در زمینه تشخیص مقادیر ناچیز باکتری است. از طرفی، زیست‌حسگر موردنظر امکان تشخیص نمونه‌های آب سالم از آب آلوده به باکتری را به‌خوبی فراهم می‌کند که می‌تواند به‌عنوان یک روش تشخیصی سریع در اختیار کاربران قرار گیرد.

باکتری ها، از مهم‌ترین عوامل بیماری‌زا

وی یکی از مهم‌ترین و پیچیده‌ترین عوامل بیماری‌زا را باکتری‌ها عنوان کرد که دسته وسیع و متنوعی از میکروارگانیسم‌ها را شامل می‌شوند و اظهار کرد: این میکروارگانیسم‌ها بر بخش‌ها و جنبه‌های مختلف زندگی بشر چون بهداشت و درمان، صنایع غذایی و کنترل کیفیت محصولات، ‌همچنین کنترل آلاینده‌های میکروبی زیست‌محیطی اثرگذارند. از این رو دستیابی به روش‌هایی که قادر باشند با دقت و درستی بالا و همچنین هزینه پایین و زمان آنالیز کوتاه به بررسی این عوامل بپردازند، حائز اهمیت است. در این راستا، طراحی و ساخت زیست‌حسگرها با امکان ایجاد پاسخ­‌های گزینش‌پذیر و سریع بسیار راه‌گشا است.

پژوهشگر دانشگاه صنعتی شریف با اشاره به سادگی مراحل ساخت این زیست‌حسگر گفت: با توجه به عدم نیاز به دستگاه‌های پیچیده برای تفسیر نتایج حاصل و سادگی مراحل ساخت، فناوری معرفی‌شده در این پژوهش به سادگی امکان تجاری‌شدن و استفاده توسط کاربران را بدون نیاز به دانش فنی بالا و تنها بر مبنای روش رنگ‌سنجی دارد. به همین‌خاطر توسعه حسگرها و زیست‌حسگرهای برپایه مواد الکتروکروم در چند سال اخیر موردتوجه چند تیم تحقیقاتی در دنیا قرار گرفته است. به‌عنوان مثال، یک گروه تحقیقاتی در بارسلونای اسپانیا در سال ۲۰۱۸، یک حسگر الکتروکروم را بر پایه استفاده از نانوذرات اکسید ایریدیوم و پلیمرهای قالب مولکولی ‌(‌MIP‌) به منظور تشخیص آفت‌کش کلروپریفوس طراحی کردند. زیست‌حسگر معرفی‌شده در این پژوهش یک نمونه جدید از زیست‌حسگرهای الکتروکروم برپایه آنتی‌بادی‌ها به عنوان گیرنده‌های اختصاصی است که با بهره‌گیری از برهم‌کنش آنتی‌بادی-آنتی‌ژن تشخیص و اندازه‌گیری باکتری را امکان‌پذیر می‌کند.

رنجبر خاطر نشان کرد: با توجه به طیف وسیعی از مواد نانوساختار با خاصیت الکتروکرومیته و امکان تهیه نانوکامپوزیت‌های دو یا چند جزئی از آن­ها، امکان فراهم‌کردن بسترهایی با طیف رنگی وسیع‌تر ایجاد می‌شود که طبیعتاً در چنین شرایطی حساسیت حسگرهای الکتروکروم برای تشخیص‌های چشمی افزایش می‌یابد.

به گزارش ستاد نانو، پژوهش حاصل در دوره فرصت مطالعاتی دکتری صبا رنجبر در مؤسسه (ICN۲ Catalan Institute of Nanoscience and Nanotechnology) واقع در دانشگاه UAB شهر بارسلونا در کشور اسپانیا به سرپرستی پروفسور آربن مرکوچی و با همکاری دکتر محمدامین فرهمندنژاد دانش‌آموخته مقطع دکتری رشته شیمی تجزیه از دانشگاه صنعتی شریف و دکتر سعید شاهرخیان عضو هیئت علمی دانشکده شیمی دانشگاه صنعتی شریف انجام شده است. این مقاله با عنوان Smart Chip for Visual Detection of Bacteria Using the Electrochromic Properties of Polyaniline در مجله Analytical Chemistry با ضریب تأثیر ۶٫۳۵ در سال ۲۰۲۰ به چاپ رسیده است.برای ورود به کانال تلگرام ما کلیک کنید.