طراحی و ساخت نانوزیست حسگر الکتروشیمیایی برای تشخیص روتا ویروس‌ها

به گزارش گروه فناوری پزشکی تیکنا، روتاویروس ها عامل اصلی ایجاد گاستروانتریت حاد در کودکان زیر ۵ سال هستند. روش‌های تشخیصی متنوعی از جمله استفاده از میکروسکوپ الکترونی، روش ELISA،PAGE و RT-PCR برای تشخیص روتاویروس‌ها وجود دارد که از این میان، روش‌های RT-PCR به عنوان روش استاندارد طلایی تشخیص در آزمایشگاه‌های تشخیص طبی مورد استفاده قرار می‌گیرد.

کیانا کتابی که این پژوهش در قالب رساله دکترای تخصصی وی در رشته ویروس شناسی انجام شده است، با بیان این مقدمه در خصوص ضرورت این تحقیق افزود: به دلیل هزینه بالای این تکنیک‌ها و گاهی در دسترس نبودن کیت‌های تجاری در امر تشخیص و همچنین بررسی میزان همه‌گیری این بیماری، به کار بردن روش‌های غیر وابسته به PCR مثل طراحی یک حسگر زیستی تشخیصی، ضروری به نظر می‌رسد.

کتابی تشریح کرد: در این مطالعه پس از سنتز نانوساختارهای MXene از فاز MAX و انجام مشخصه یابی‌های FESEM، AFM،EDX  و XRD روی آن‌ها، یک DNA زیست‌حسگر الکتروشیمیایی لیبل‌دار اصلاح شده با پلی پیرول، HEMA، DMPP و نانوساختارهای MXene و دارای لایه‌ای از نانوذرات طلا روی آن تهیه شد. همچنین پروب مکمل توالی محافظت شده‌ای از پروتئین 6VP روتاویروس‌ها برای شناسایی این ویروس در نمونه مورد نظر طراحی شد و روی سطح الکترود اصلاح شده قرار گرفت.

وی ادامه داد: بعد از هیبریداسیون میان پروب و توالی هدف، پیک DPV حاصل اندازه‌گیری شد. همچنین بهینه‌سازی فاکتورهای موثر بر پاسخ زیست‌حسگر شامل غلظت پروب، مدت زمان تثبیت پروب روی الکترود، مدت زمان هیبریداسیون و pH بافر هیبریداسیون انجام شد و مشخصه یابی الکتروشیمیایی CV و مشخصه یابی‌های فیزیکی شامل تصویربرداریFESEM  و AFM برای بررسی عملکرد زیست حسگر طراحی شده انجام شدند.

پژوهشگر دانشگاه تربیت مدرس افزود: نمونه‌های استفاده شده در این مطالعه شامل نمونه‌های بالینی و حاصل از کشت سلول توسط تست استاندارد طلایی تشخیص روتاویروس‌ها یعنی RT-PCRو همچنین با استفاده از زیست‌حسگر طراحی شده بررسی و از نظر اختصاصیت و حساسیت، مورد مقایسه قرار گرفتند. همچنین پایداری و تکثیرپذیری DNA زیست‌حسگر طراحی شده نیز بررسی شد

کتابی با اشاره به نتایج این پژوهش گفت: بر اساس نتایج حاصل از این مطالعه،DNA زیست حسگر الکتروشیمیایی طراحی شده توانست در رنج خطی ۱۰^-۷  تا  ۱۰^-۱۸   مولار و با کمترین حد تشخیصی ۰.۸ اتومولار وجود روتاویروس‌ها را در نمونه‌های مورد نظر تشخیص دهد. همچنین میزان LOD و رنج خطی تشخیص بر اساس PFU به ترتیب ۱۲۳ PFU  و۱۰^۵    PFU تا PFU 3333 محاسبه شد.

گفتنی است، این زیست‌حسگر قادر به افتراق توالی‌های DNA دارای بازهای غیرمکمل و توالی نامکمل از توالی هدف بود

وی در پایان تصریح کرد: زیست حسگر الکتروشیمیایی ساخته شده با حساسیت و اختصاصیت بالا نسبت به RT-PCR که روش استاندارد طلایی تشخیص روتاویروس هاست، تکرارپذیری و تکثیرپذیری مناسب، رنج خطی وسیع و میزان LOD  پایین، رویکرد تشخیصی جدیدی برای تشخیص روتا ویروس‌ها می‌باشد.

لازم به ذکر است، این پژوهش در قالب رساله دکترای تخصصی کیانا کتابی با راهنمایی حوریه سلیمانجاهی عضو هیئت علمی دانشکده علوم پزشکی دانشگاه انجام شد.