طراحی سنسور تشخیص زودهنگام ویروس هپاتیتCدر ایلام

 هپاتیت C یک عفونت ویروسی است که به کبد حمله کرده و باعث ایجاد التهاب در آن می‌شود، و 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.

 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.

"اکرم ولی پور" دانشجوی سال سوم دکترای شیمی تجزیه دانشگاه ایلام، و جوان نخبه و نمونه جشنواره حضرت علی اکبر(ع) در سال 96 پژوهشگری است که توانسته است با طراحی سنسوری کم هزینه و با قدرت تشخیص بالا به اندازه گیری هسته ویروس هپاتیت c به روشش الکتروشیمیایی اقدام کند.

وی در گفتگو با خبرنگار ایلام رصد، در خصوص عملکرد این سنسور، 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 همچنان 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.

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.

این طراح و سازنده نانوحسگر تشخیص زودهنگام ویروس هپاتیت C با بیان مزایای قابل حمل بودن، سرعت بالای آنالیز و قیمت پائین طرح ابداعی خود گفت: 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.

طراحی برای اولین بار در ایران و سطح بین المللی 

این دانشجوی دکتری شیمی تجزیه دانشگاه ایلام گفت:   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.

ولی پور با بیان اینکه طراحی این سنسور و ساخت آن برای اولین بار در ایران و حتی سطح بین المللی اتفاق می افتد، خاطرنشان کرد:  که  این اختراع توسط سازمان مالکیت فکری ثبت اختراع شده است تا به این واسطه بتواند به تجاری‌سازی آن بپردازد.

جوان نمونه ایلامی در ادامه با اشاره به ضرورت حمایت مسئولان از ایده ها و طرح های مبتکرانه جوانان اظهار داشت:  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.

ضرورت وجود مراکز تحقیقاتی و پژوهشی در استان در راستای انجام فعالیت های تیمی

ولی‌پوربا بیان اینکه 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 باشد وجود ندارد، اضافه کرد: در پژوهش قبلی خود نیز سنسوری طراحی کردمم که رندی مشابه با طراحی سنسور تشخیص هپاتیت c را داردد و جهت اندازه گیری هورمون HCG به کار می رود و در این زمینه به نتیجه های رسیدم که در آزمایشگاه الکتروشیمی دنشگاه ایلام، به سرپرستی دکتر محمودد روشنی در این زمینه به تحقیقات خود ادامه خواهم داد.

این پژوهشگر نمونه دانشگاه ایلام، تصریح کرد:برای سهولت در کار و اجرایی شدن برخی ایده های آزمایشگاهی وجودد مراکزی که به صورت تیمی بتواند بر روی یک موضوع تخقیق و پژوهش نماید در استان ایلام ضروری است که متاسفانه از این نظر دارای کمبود مراکز تحقیقاتی هستیم.

وی با اشاره به اهمیت بحث تجاری سازی و به مرحله تولید رساندن محصولات دانش بنیان یادآور شد: حمایت های مالی مسئولان و یاری آنان در زمینه های بازار یابی و تبدیل ایده و طرح به محصول باید به گونه ای ملموس و بارز باشد تا محققان و پژوهشگران بتوانند با فراغتت بال و اندیشه ای پویا تر به انجام فعالیت های خود بپردازند.