مقادیر اندک آنتی‌بیوتیک در آب قابل شناسایی است

به گزارش گروه دانشگاه خبرگزاری دانشجو، به لطف یک ساختار نانویی، باقی مانده آنتی‌بیوتیک در آب می‌تواند سریع و ساده شناسایی شود. این حسگر زیستی جدید شبیه جعبه کوچکی است که به تلفن همراه متصل است. این دستگاه می‌تواند بلافاصله باقی‌مانده‌های آنتی‌بیوتیکی مانند آمپی‌سیلین را در آب یا لبنیات شناسایی کند.

پایه این حسگر یک نانوماده سفارشی مشتق شده از فلوروگرافن است که توسط دانشمندان مؤسسه تحقیقاتی و فناوری پیشرفته چک (CATRIN) در دانشگاه Palacký توسعه یافته است. آن‌ها از روشی موسوم به شیمی کلیکی استفاده کردند که سال گذشته جایزه نوبل شیمی را دریافت کرده است.

افزایش مقاومت میکروارگانیسم‌ها در برابر آنتی‌بیوتیک‌ها یکی از مهم‌ترین مشکلات پزشکی امروز است. تخمین‌هایی وجود دارد که می‌تواند عامل مرگ و میر آن بیشتر از سرطان در سال ۲۰۵۰ باشد. علاوه بر درمان‌های جدید، سطح آنتی‌بیوتیک در نمونه‌های مختلف نیز نیاز به نظارت دقیق دارد. نشان داده شده است که مقادیر باقیمانده آنتی بیوتیک نه تنها در فاضلاب، بلکه در آب آشامیدنی یا برخی غذا‌ها نیز وجود دارد که توانایی باکتری‌ها را برای ایجاد مقاومت در برابر آن‌ها افزایش می‌دهد. بنابراین، دانشمندان به دنبال حسگر‌های زیستی الکتروشیمیایی سریع، ارزان، کارآمد و یکبار مصرف برای اثبات وجود آنتی‌بیوتیک‌ها هستند.

این حسگر زیستی از ماده جدیدی تشکیل شده است که از فلوروگرافن به دست آمده است. دیوید پاناچک از CATRIN چنین توضیح داد: «ما از طریق گروه‌های آلکین متصل به گرافن، آپتامر را بی‌حرکت کردیم، مولکولی که قادر به تشخیص آنتی‌بیوتیک، یعنی آمپی‌سیلین است. ما تصمیم گرفتیم از روشی موسوم به شیمی کلیکی استفاده کنیم که امکان اتصال دقیق و سریع مولکول‌ها را فراهم می‌کند. منحصر به فرد بودن این راهبرد نه تنها در روش، بلکه در امکان اتصال حسگر به تلفن همراه نیز نهفته است. این اندازه‌گیری‌ها را هر کسی می‌تواند مثلاً در محیط خانه یا مستقیماً در محیط کار انجام دهد.»

اثربخشی این حسگر توسط محققان بر روی آب لوله کشی، محصولات لبنی و بزاق انسان تایید شد. آن‌ها دریافتند که این حسگر زیستی می‌تواند حتی مقادیر کمی از باقیمانده دارو در آب آشامیدنی را نسبت به حد تعیین شده توسط اتحادیه اروپا تشخیص دهد. این روش بسیار ساده است. یک الکترود حاوی نانومواد در یک محلول آلوده غوطه ور می‌شود و مقدار آمپی‌سیلین توسط تلفن همراه اندازه‌گیری می‌شود. تاکنون شناسایی و تجزیه و تحلیل‌های بیشتر به ابزار‌های گران‌قیمت و کارکنان آموزش دیده نیاز داشته است.

این اولین بار نیست که دانشمندان CATRIN از مشتقات گرافن برای حسگر‌های زیستی استفاده می‌کنند. ایده استفاده از این مواد برای تشخیص آنتی‌بیوتیک توسط José Flauzino مدت کوتاهی پس از پیوستن او به CATRIN مطرح شد. او به عنوان یک بیوشیمیست، ایده بسیار خاصی در مورد حسگر زیستی داشت، اما به یک ماده مناسب نیاز داشت.