ساخت حسگر نانویی نوین برای تشخیص زودهنگام سرطان

به گزارش خبرگزاری صدا و سیما ، محققان دانشگاه های شهید مدنی آذربایجان، علوم پزشکی تبریز، صنعتی ارومیه و پژوهشگاه پلیمر و پتروشیمی ایران موفق به توسعه یک حسگر الکتروشیمیایی حساس و انتخابی برای c-MET شده‌اند که بر پایه نانوالیاف الکترواسپان شده EU/HPMC تزئین‌شده با نانوذرات ZIF-۸ ساخته شده است.

این ترکیب نانویی باعث افزایش سطح فعال الکترود، بهبود هدایت الکتریکی و امکان تثبیت دقیق آنتی‌بادی‌های ضد c-MET می‌شود. حسگر توسعه‌یافته می‌تواند مقادیر بسیار پایین c-MET را در نمونه‌های پلاسما با حساسیت و دقت بالا شناسایی کند، در حالی که طراحی آن ساده، کم‌هزینه و پایدار است. این فناوری نویدبخش ایجاد روش‌های سریع و اقتصادی برای تشخیص اولیه سرطان‌ها و ارتقای درمان‌های هدفمند است.

شناسایی نشانگر‌های زیستی مرتبط با سرطان، یکی از گام‌های کلیدی در تشخیص زودهنگام و درمان هدفمند این بیماری است. c-MET، یک گیرنده تیروزین کیناز سطح سلول، در کنترل رشد سلول‌ها، بقای سلول و مهاجرت سلولی نقش حیاتی دارد. فعال‌سازی نابهنجار این پروتئین می‌تواند باعث تکثیر سلول‌های سرطانی، پیشرفت متاستاز و رشد تومور شود و انواع مختلفی از سرطان‌ها از جمله کبد، ریه، کولون، پستان، پانکراس، تخمدان و پروستات را تحت تاثیر قرار دهد؛ بنابراین توسعه روش‌هایی که بتوانند مقادیر کم c-MET را به صورت دقیق و سریع شناسایی کنند، اهمیت بالایی در پیشگیری و درمان سرطان دارد.

این حسگر الکتروشیمیایی بر پایه نانوالیاف الکترواسپان شده EU/HPMC تزئین‌شده با نانوذرات ZIF-۸ ساخته شده است که ترکیبی منحصر‌به‌فرد از خواص نانویی و پلیمری را ارائه می‌دهد.

نانوالیاف EU/HPMC به دلیل ساختار متخلخل، انعطاف‌پذیری بالا، سطح ویژه بزرگ و استحکام مکانیکی مناسب، زمینه‌ای ایده‌آل برای تثبیت آنتی‌بادی‌های ضد c-MET فراهم می‌کنند. در عین حال، نانوذرات ZIF-۸ به دلیل سطح بالا، ساختار متخلخل سه‌بعدی، پایداری شیمیایی و مکانیکی، توانایی هدایت سریع الکترون‌ها و قابلیت تثبیت مؤثر آنتی‌بادی‌ها، باعث افزایش پاسخ الکتروشیمیایی و حساسیت بالای حسگر می‌شوند. تعامل هم‌افزا بین نانوالیاف و نانوذرات ZIF-۸، منجر به سیستم بیوسنسور قوی با حساسیت و حد تشخیص بسیار پایین می‌شود.

در آزمایش‌های الکتروشیمیایی، این حسگر در محدوده کاری −۰٫۳ تا ۰٫۶ ولت (نسبت به Ag/AgCl) عملکرد داده و دامنه خطی شناسایی ۱۰۰ فمتوگرم بر میلی‌لیتر تا ۱۰۰ نانوگرم بر میلی‌لیتر با ضریب همبستگی ۰٫۹۹۸۵ ثبت شد. حساسیت آن برابر ۵۳٫۲۸ میکروآمپر بر سانتی‌متر مربع و حد تشخیص ۱٫۲۸ فمتوگرم بر میلی‌لیتر بود. علاوه بر این، حسگر در نمونه‌های پلاسمای انسانی آزمایش شد و نشان داد که دارای پایداری طولانی‌مدت، قابلیت تکرارپذیری و انتخاب‌پذیری بالا نسبت به پروتئین‌های دیگر است.

این فناوری با توجه به استفاده از نانوالیاف و نانوذرات MOF، نمونه‌ای از کاربرد نانو در حسگر‌های پزشکی و بیوشیمیایی به شمار می‌رود. نانوذرات ZIF-۸ و ساختار الکترواسپان شده EU/HPMC، سطح فعال گسترده‌ای ایجاد کرده و مسیر‌های انتقال الکترون را بهبود می‌بخشند. این ویژگی‌ها باعث می‌شوند که حسگر بدون نیاز به برچسب یا تجهیزات پیچیده، بتواند تغییرات غلظت c-MET را به دقت اندازه‌گیری کند.

طراحی این حسگر نشان می‌دهد که ترکیب مواد پلیمری زیست‌سازگار با نانوذرات پیشرفته می‌تواند امکان ایجاد حسگر‌های کم‌هزینه، کوچک و حساس را برای تشخیص نشانگر‌های زیستی فراهم کند. این پیشرفت، گامی مهم در توسعه ابزار‌های تشخیصی سریع و قابل اعتماد برای تشخیص اولیه سرطان‌ها و پایش درمان‌های هدفمند است.