كيت هاي الكتروشيميايي تشخيصي بيماريهاي مرتبط با اختلالات اسيد هاي آمينه فنيل آلانين و تيروزين در انسان

آمینو اسیدها نقش کلیدی در مکانیسم پاسخ های مولکولهای عصبی مثل حافظه، کنترل اشتها و انتقال درد دارند و اختلالات مرتبط با اسید آمینه در مجموع شایع میباشند. اهمیت تشخیص این دسته از بیماریها در این است که علائم آنها کاملا غیر اختصاصی بوده و در صورت تاخیر در تشخیص زودرس موجب صدمات جبران ناپذیر جسمی و ذهنی و حتی مرگ افراد با سنین پائین می شوند. همچنین از بین رفتن تنظیم آمینو اسیدها منجر به عوارض بسیاری نظیر پارکینسون، آلزایمر، اسکیزوفرنی، صرع و دیابت می شود. گروهی از این اختلالات (فنیل کتوریا، تیروزینمیا، هیپرگلیسیمیای غیرکتونی، شربت افرا و هموسیستوریا) بعلت مادرزادی بودن دارای اهمیت فوق العاده میباشند لذا تعیین مقدار دقیق این ترکیبات بیولوژیکی می تواند باعث کاهش عوارض حاصل از عدم تنظیم این ترکیبات بسیار مهم بیولوژیکی باشد. در کل می توان گفت که تنظیم و تعیین مقدار این ترکیبات باعث تشخیص سریع و دقیق علائم بیماریهای عصبی، گوارشی و ... خواهد شد و لذا از بروز بیماریهای فوق الذکر پیشگیری خواهد شد. لذا توسعه یک روش تشخیصی ساده و عمومی برای آمینواسیدها، درک ما را از نقش بیولوژیکی آنها بهبود خواهد بخشید و طراحی داروهای جدید را برای این بیماری ها تسهیل خواهد کرد. با وجود این، تعیین آمینواسیدهای مشتق سازی نشده، ساده نیست، زیرا این ترکیبات حاوی گروه های کروموفور یا فلوروفور برای تشخیص فوتومتری وفلورومتری نیستند. در منابع روشهایی نظیر لومینسانس شیمیایی، فلوئورسانس و اسپکتروسکوپی برای تعیین این ترکیبات گزارش شده اند. ولی مشکل اساسی این روش ها نیاز به مشتق سازی آمینواسیدها می باشد. هم اکنون تست آمینو اسیدها در دامنه وسیع در سه کشور آلمان و آمریکا و سوئیس انجام می شود که هزینه هر تست $ 150 می باشد.

بررسی اهمیت موضوع فقط از جنبه اختلالات اسید آمینه منجر به بیماریهای متابولیکی در نوزادان بر اساس آمار منتشر شده در ذیل کاملا واضح میباشد. طوریکه بر طبق آمار اعلام شده دانشگاه علوم پزشکی تهران از 500 بیماری متابولیک ارثی 30 نوع آن در کشور رایج میباشند که از هر 500 تولد زنده 1 نفر را مبتلا میکنند. حال با در نظر گرفتن حدود یک میلیون و ششصد هزار تولد در سال (طبق اعلام اداره ثبت احوال برای سال 1394) میتوان نتیجه گیری کرد که در هر سال 3200 نوزاد مبتلا به اختلالات متابولیکی در کشور متولد میشوند که عدم تشخیص بموقع این اختلالات علاوه بر فوت تعدادی از نوزادان باعث مبتلا شدن بسیاری از آنها به انواع مختلف بیماریها و عقب ماندگی ذهنی شده و هزینه های بالای درمانی و آموزشی را به اقتصاد کشور تحمیل میکند. در حالیکه وجود روش تشخیصی ساده، سریع و ارزان بر اساس تکنولوژی بیوسنسورهای الکتروشیمیایی میتواند نقش مهمی در کاهش صدمات ناشی از این اختلالات ایفا بکند.  

اندازه گیری مقادیر اسیدهای آمینه در نوزادان علاوه بر تشخیص اختلالات مربوطه کاربردهای مهم دیگری نیز دارد بعنوان مثال اخیرا پروژه ای توسط یک شرکت اسراعیلی در حال انجام میباشد که هدف از آن تعیین میزان ضریب هوشی نوزادان توسط میزان اسیدهای آمینه در خون آنها میباشد که به این طریق نوزادان باهوش جهت پرورش انتخاب میشوند. که این خود اهمیت بالای وجود روش تشخیصی سریع و ارزانی را برای تعیین مقادیر اسیدهای آمینه در نوزادان مشخص میکند.  

فعالیت الکتروشیمیایی اسیدهای آمینه امکان سنتز بیوسنورهای الکتروشیمیایی را برای این ترکیبات مهم فراهم کرده است. در سالهای اخیر الکتروشیمی تجزیه بعنوان یکی از شاخه های شیمی تجزیه درمقایسه با سایر شاخه های آن دارای رشد بسیار سریع و چشمگیری بوده است که این رشد را مدیون ویژگیهای بنیادی و کاربردی خود نظیر دقت، حساسیت بالا، سهولت اجراء، برگزیدگی، سرعت عمل بالا و کم هزینه بودن آن در مقایسه با سایر روشها، می باشد. این ویژگیها باعث گسترش دامنۀ الکتروشیمی وتلفیق آن با دیگر رشته های علوم و فناوری مانند زیست شناسی، پزشکی و الکترونیک شده است. کثرت مقالات و کتابهای منتشره در دهه های اخیر در زمینۀ الکتروشیمی دلیل روشنی بر رشد فزاینده و جایگاه ویژۀ الکتروشیمی در میان شاخه های مختلف علم شیمی است.  یکی از زمینه های رو به رشد و جذاب در الکترو شیمی، حوزۀ الکترودهای اصلاح شدۀ شیمیایی است. بطور کلی مشخص شده است که فرایند ردوکس بسیاری از ترکیبات شیمیایی بر سطح الکترودهای متداول از سینتیک کندی برخوردار است بطوری که فرایند الکترودی این گونه ها نیازمند بکارگیری، فوق پتانسیل بزرگی می باشد. این امر موجب کاهش برگزیدگی روشهای الکترو آنالیز می شود. برای کاهش پتانسیل مازاد، افزایش حساسیت و گزینش پذیری و بهبود خواص الکتروکاتالیستی الکترودهای کار، سطح آنها را با یک لایة نازکی از یک مادة الکترواکتیو می پوشانند. این کار باعث تسریع انتقال بار بین سطح الکترود و گونه های فعال محلول در پتانسیل های پایین تر که در شرایط عادی امکان پذیر نیست، می شود. اصلاح سطوح الکترودی با فراهم نمودن امکان تلفیق یک عملکرد شیمیایی خاص با قابلیت الکترود برای تحریک فرایندهای اکسایش و کاهش، منشاء پیدایش تکنولوژی های کاربردی نظیر الکتروکاتالیز، ابزار الکتروکرومیک، خازن ها، پوشش های آنتی استاتیک و محافظ در برابر تابش الکترومغناطیسی، باطریها، فوتوالکتروشیمی، تبدیل و ذخیره سازی انرژی خورشیدی، سنتزهای انتخابی الکتروارگانیک، حسگرهای الکتروشیمیایی، بیوسنسورها، پیلهای سوختی و غیره می باشد. تلاش های گسترده ای برای یافتن ترکیبات مناسب برای اصلاح الکترودها و همچنین راه های جدید اصلاح الکترودها بعمل آمده است. امروزه ترکیباتی که برای اصلاح الکترودها استفاده می شود بسیار متنوع است و اندازه و پیچیدگی اصلاح گرها، محدودة وسیعی از اتمهای منفرد مانند فلزات و اکسیدهای آنها و ترکیبات کوچک تا مولکولهای بزرگی مانند پورفیرین ها یا حتی ماکرومولکول هایی نظیر پلیمرها و آنزیم ها را شامل می شوند و هر روز نیز اصلاح گرهای جدید و کاربردهای جدید برای تهیة الکترودهای اصلاح شده ابداع می شود. در همین راستا کارهای متعددی در جهت سنتز بیوسنسورهای الکتروشیمیایی جهت تشخیص ترکیبات مختلف نظیر داروها ، انسولین ، گلوکز  هیدروژن پراکساید، و انواع مختلف اسیدهای آمینه در نمونه های بیولوژیکی توسط ما انجام شده است. که در این پروژه با بکاربردن تجربیات و نتایج حاصله از کارهای پیشین و انجام تحقیقات تکمیلی کیتهای الکتروشیمیایی ارزان بمنظور غربالگری بیماریهای مرتبط با اختلالات اسیدهای آمینه طراحی و ساخته شدند.

نام و نام خانوادگی مدیر: اسماعیل حبیبی

شماره تماس: 09143413566