شناسایی مقادیر اندک، آنتی‌بیوتیک در آب

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.

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.

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 گفت: 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.