بر اساس اعلام روابط عمومی دانشگاه اراک، دکتر محمدیاسر معصومی عضو هیئت علمی گروه شیمی دانشگاه اراک و تیم تحقیقاتی وی موفق به شناسایی و جذب کلسیم در محیط شبیه سازی شده خون انسان با ارائه چارچوب جدید فلز-آلی(ماف) شدند.

یکی از یون های مهم در بدن یون کلسیم است که فرم فعال فیزیولوژیک بوده و در خون به سه فرم پیوند شده به پروتئین 40درصد، فرم یونیزه 48 درصد و پیوند شده به بقیه آنیون‌ها مانند سیترات یا بی‌کربنات یا فسفات 12 درصد وجود دارد.

یون کلسیم در انتقال پیام در داخل سلول نقش ایفا می‌کند. به عنوان مثال، افزایش Ca2+ سیتوزول نشانه ای از  فعال شدن گیرنده های غشای سلولی و آنزیم‌ها با داروهای مرتبط است. از آنجاکه کارکرد صحیح سلول های ایمنی تحت تاثیر یک پیام از کلسیم است و کلسیم نقش بسزایی در مولکول های حافظه دارد و از سویی افزایش مقادیر اضافی کلسیم با ایجاد یک واکنش زنجیره ای، نهایتا سبب مرگ سلول‌های مغزی می‌شود، تشخیص حد مجاز کلسیم در غشای سلولی از اهمیت بسزایی برخوردار است.

غلظت این یون در داخل سیتوزول حدود 10 درصد میکرومولار و غلظت خارج سلولی آن 10 هزار برابر این مقدار است. از اینرو دستیابی به حسگری با این میزان حساسیت به غلظت یون کلسیم امری حائز اهمیت است.

 در بیشتر موارد، کلسیم کل اندازه گیری می شود، زیرا این آزمایش راحت تر از آزمایش کلسیم یونیزه شده انجام می شود. آزمایش کلسیم یونیزه شده ممکن است هنگامی انجام شود که شخصی دچار بی حسی در اطراف دهان، دست و پا و اسپاسم عضلات در همان مناطق شود.

دکتر محمد یاسر معصومی در تشریح این طرح پژوهشی گفت: چارچوب های فلز- آلی ارائه شده تاکنون هیچکدام نسبت به یون کلسیم حساسیت نداشتند و موفق به جذب و شناسایی کلسیم نمی‌شدند. در حسگر جدید ارائه شده که از مشارکت مولکول های مهمان فلوئورسانس داخل نانوکانال‌های ماتریس میزبان چارچوب فلز-آلی به عنوان حسگر فلوئورسانس نسبتی استفاده شده است، رودامین( (RhB  با نشر قرمز(λ=610 nm ) به عنوان مهمان فلوئورسانس انتخاب شد و چارچوب فلز-آلی بر پایه Zn (TMU-5) به دلیل سهولت سنتز و داشتن خصلت بازی در واکنش به میهمان کاتیونی، به عنوان ماتریس میزبان انتخاب شد. از TMU-5S حساس شده با RhB به عنوان پروب حسگر برای سنجش یون Ca2+ استفاده شد. حسگر یاد شده با دارا بودن دو سیگنال نشری باعث ایجاد یک حسگر فلورسانس نسبتی با توانایی تمایز حساسیت از پاسخ می شود.

وی در تشریح دقت این حسگر اظهار کرد: بر خلاف حسگرهای دیگر Ca2+که به علت تک نشر بودن تحت تاثیر عواملی مانند شدت لیزر تابنده و اثرات محیطی قرار می گیرند، حسگر ساخته شده یک حسگر ناهمگن با حساسیتی بالاست که امکان استفاده مجدد را طی چندین بار ممکن می سازد، همچنین به دلیل بکار بردن دو طول موج نشر در تشخیص خود می تواند عوامل محیطی و خطاهای دستگاهی را حذف کند که امکان کاربردی کردن این گونه از حسگرها را فراهم می سازد.

وی افزود: حد تشخیص در این حسگر 150 برابر نمونه های حسگری قبلی در تشخیص یون کلسیم است. این حسگر در غلظت های پایین هم قابلیت تشخیص را داراست. مزیت مهم دیگر، زمان پاسخ سریع است. این حسگر حضور یون کلسیم را در 5 ثانیه تشخیص می دهد که پس از آن بازیابی و استفاده مجدد از حسگر بعد از حدود 40 ثانیه امکان پذیر است.

عضو هیات علمی گروه شیمی دانشگاه اراک اظهار کرد: این کار با مشارکت دکتر مینو باقری بوده و نتایج آن در مجله ACS Appl. Mater. Interfaces 2020, 12, 4, 4625-4631 با ضریب تاثیر 8.758 به چاپ رسیده است.

انتهای پیام