شناسایی و تشخیص تغییرات pH درون سلول با نانوذرات

تشخیص و شناسایی تغییرات pH درون سلولی به کمک نانوذرات با خاصیت فلوئورسانس امکان پذیر شد. پژوهشگران دانشگاه شیراز توانستند با سنتز نقاط کربنی و نوعی نانو حسگر از آن برای دنبال کردن تغییرات pH و پیشرفت فرایند درون و تشخیص و شناسایی برخی بیماری ها استفاده کنند. در ادامه از جم شیمی به شرح کامل و بررسی این دستاورد علمی بزرگ یعنی شناسایی و تشخیص تغییرات pH درون سلول با نانوذرات می پردازیم.

این نانومواد، دسته‌ای از مواد نیمه ‌رسانا هستند که ابعاد آن ها کمتر از 10 نانومتر دارند و برای تولید نقاط کوانتومی اغلب از فلزات سمی نظیر کادمیم استفاده می‌شود؛ از این‌جهت برای کاربردهای زیستی مناسب نخواهند بود. در این جهت تلاش محققان به سمت سنتز و استفاده از نقاط غیرسمی کربنی متمایل شده است.
دکتر افسانه صفوی پژوهشگر دانشگاه شیراز، مقدار pH را یکی از پارامترهای تأثیرگذار در فرایندهای درون‌ سلولی بیان کرد و افزود: مقدار pH یکی از پارامترهای تأثیرگذار در فرایندهای درون‌سلولی از جمله رشد و تکثیر سلول‌ها٬ انقباضات ماهیچه‌ای٬ انتقالات یونی و سنتز DNA است. تغییر مقدار این ماده هر چند به میزان بسیار اندک، نشانگر ابتلا به بیماری‌ های مختلفی از جمله سرطان و آلزایمر است؛ از این جهت در این طرح نانو حسگری با دقت بالا برای اندازه‌گیری تغییرات اندک این ماده درون‌ سلولی سنتز شده است.
به گفته صفوی روش سنتز این نانوذرات یک روش ساده و کم‌ هزینه است، فراورده نهایی سمیت پایین و کم و سازگاری محیط‌ زیستی دارد و همچنین سرعت پاسخ این نانوذرات بسیار سریع است.
نقاط کربنی نانوذراتی با خاصیت فلورسانس هستند. این نانوذرات به دلیل اندازه بسیار کوچک می‌توانند از غشای سلول عبور کنند، در آنجا به تغییرات pH واکنش نشان دهند و نور ساطع کنند. در طرح حاضر پس از سنتز نقاط کربنی از روش‌ هایی مثل پراش پرتو ایکس و میکروسکوپ الکترونی عبوری برای مشخصه‌ یابی آن ها استفاده شده است. در ادامه، کارایی این نانو ذرات به ‌وسیله تصویربرداری سلولی، اسپکتروسکوپی فلورسانس و سنجش pH مورد ارزیابی قرار گرفته است.
دکتر افسانه صفوی عضو هیات علمی دانشگاه شیراز، دکتر زهرا احمدپور محقق پسادکترا و راحله احمدپور دانشجوی مقطع دکترا در انجام این طرح همکاری و مشارکت داشته‌اند. نتایج این طرح پژوهشی در نشریه‌ RSC Advances منتشر و چاپ شده است.