طراحی حسگر زیستی برای تشخیص باکتری عامل سرطان معده در محیط‌های آبی

به گزارش ایسنا و به نقل از روابط عمومی دانشگاه تهران، در پژوهشی که به تازگی انجام شده، نوعی حسگر زیستی برای تشخیص هلیکوباکتر پیلوری با استفاده از روش الکتروشیمی معرفی شده است که در محیط آبی کارایی دارد.

نبی بیدهندی، استاد گروه مهندسی محیط زیست دانشکده محیط زیست دانشگاه تهران، در توضیح اهمیت مطالعه هلیکوباکتر پیلوری و یافتن راهی برای تشخیص وجود آن در آب گفت: «این باکتری که می‌تواند باعث بروز انواع بیماری‌های گوارشی شود، به شیوه‌های مختلف از جمله از طریق آب آلوده وارد بدن می‌شود و حتی اسید معده قادر به نابودی آن نیست. از سویی تشخیص وجود آن در محیط‌های آبی از طریق کشت براث (broth culture)، علاوه بر ایجاد آلودگی‌های فراوان محیطی، زمان‌بر و پرهزینه است. از این رو یافتن راهی برای تشخیص سریع و ارزان این باکتری، می‌تواند گام مهمی در ارتقای مراحل تصفیه آب باشد.»

میرزایی، دانش‌آموخته دانشگاه تهران، درباره ویژگی‌های این باکتری گفت: «این پژوهش نشان داد هلیکوباکتر پیلوری در محیط کشت مایع، حالت مرفولوژیک خود را از باسیلی به کروی تغییر می‌دهد و شناسایی را به شدت دشوار می‌کند. در عین حال سیستم ایمنی هلیکوباکتر پیلوری توسط پروتئین شوک حرارتی (Hsp60) فعال می‌ماند تا آن را در برابر هر گونه روش گندزایی معمول مانند کلرزنی، اوزن‌زنی و تابش اشعه UV حفظ کند و در محیط‌های پذیرنده منابع آبی سطحی و زیرزمینی تا ۹۶ زنده نگه دارد.»

میرزایی درباره فرایند این پژوهش گفت: «در این مطالعه، یک حسگر زیستی نانو پروبی با روش الکتروشیمی برای تشخیص این باکتری طراحی شد. به این منظور، سطح فعال و رسانایی الکترود به ترتیب توسط نانوذرات اکسید گرافن کاهش‌یافته (RGO) و طلا (AU) بهبود یافت و آپتامر روی الکترود اصلاح‌شده با پلی‌تیوفن (PTP) مزدوج شد. برای تأیید خواص فیزیک و شیمیایی نانومواد سنتزشده، آزمایش‌های پراش پرتو ایکس (XRD) طیف‌سنجی فروسرخ تبدیل فوریه (FTIR) و میکروسکوپ الکترونی عبوری (TEM) انجام شد. علاوه بر این، برای توصیف الکترود اصلاح‌شده، از ولتامتری چرخه‌ای (CV) ولتامتری موج مربعی (SWV) و طیف‌سنجی امپدانس الکتروشیمیایی (EIS) استفاده شد و اثر افزودن هر یک از نانوذرات و غلظت‌های مختلف Hsp60 بر پاسخ کاوشگر سنجیده شد. رفتار خطی الکترود اصلاح شده در برابر طیف وسیعی از غلظت‌های Hsp60 ، قابلیت اطمینان زیست حسگر توسعه‌یافته را با حد تشخیص (LOD) ۰.۰۰۸۰ میکرومولار برای امپدانس و ۰.۰۰۶۷ میکرومولار برای منحنی SWV نشان داد. همچنین آزمون انتخاب‌پذیری این حسگر نشان داد که حساسیت آن به Hsp60 بیش از ۱۰ برابر بیشتر از سایر مواد زیستی است. مطابق یافته‌های این مطالعه، نانوکاوشگر پیشنهادی پتانسیل فوق‌العاده‌ای برای شناسایی و تجزیه و تحلیل H.pylori دارد.»

بیدهندی با اشاره به ماهیت میان‌رشته‌ای این پژوهش گفت: «لازمه ارتقای علم تصفیه آب و فاضلاب سرعت در شناسایی آلاینده و پاتوژن‌هایی است که با روش‌های معمول تصفیه و گندزدایی حذف نمی‌شوند. شناسایی دقیق و سریع این آلاینده‌ها، پیش‌شرط طراحی و ساخت سیستم‌های تصفیه آب و فاضلاب کارآمد است.»

نتایج این بررسی در مقاله‌ای از سوی الزویر منتشر شده است و از طریق پیوند زیر در دسترس است:

Novel detection of H.pylori using ultrasensitive electrochemical aptasensor based on surface modified graphene oxide doped gold nanoparticles conjugated polythiophene