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 تعيين 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.

بررسي اهميت موضوع فقط از جنبه اختلالات اسيد آمينه منجر به بيماريهاي متابوليكي در نوزادان بر اساس آمار منتشر شده در ذيل كاملا واضح ميباشد. طوريكه بر طبق آمار اعلام شده دانشگاه علوم پزشكي تهران از 500 بيماري متابوليك ارثي 30 نوع آن در كشور رايج ميباشند كه از هر 500 تولد زنده 1 نفر را مبتلا ميكنند. حال با در نظر گرفتن حدود يك ميليون و ششصد هزار تولد در سال (طبق اعلام اداره ثبت احوال براي سال 1394) ميتوان نتيجه گيري كرد كه در هر سال 3200 نوزاد مبتلا به اختلالات متابوليكي در كشور متولد ميشوند كه عدم تشخيص بموقع اين اختلالات علاوه بر فوت تعدادي از نوزادان باعث مبتلا شدن بسياري از آنها به انواع مختلف بيماريها و عقب ماندگي ذهني شده و هزينه هاي بالاي درماني و آموزشي را به اقتصاد كشور تحميل ميكند. در حاليكه وجود روش تشخيصي ساده، سريع و ارزان بر اساس تكنولوژي بيوسنسورهاي الكتروشيميايي ميتواند نقش مهمي در كاهش صدمات ناشي از اين اختلالات ايفا بكند.  

اندازه گيري مقادير اسيدهاي آمينه در نوزادان علاوه بر تشخيص اختلالات مربوطه كاربردهاي مهم ديگري نيز دارد بعنوان مثال اخيرا پروژه اي توسط يك شركت اسراعيلي در حال انجام ميباشد كه هدف از آن تعيين ميزان ضريب هوشي نوزادان توسط ميزان اسيدهاي آمينه در خون آنها ميباشد كه به اين طريق نوزادان باهوش جهت پرورش انتخاب ميشوند. كه اين خود اهميت بالاي وجود روش تشخيصي سريع و ارزاني را براي تعيين مقادير اسيدهاي آمينه در نوزادان مشخص ميكند.  

فعاليت الكتروشيميايي اسيدهاي آمينه امكان سنتز بيوسنورهاي الكتروشيميايي را براي اين تركيبات مهم فراهم كرده است. در سالهاي اخير الكتروشيمي تجزيه بعنوان يكي از شاخه هاي شيمي تجزيه درمقايسه با ساير شاخه هاي آن داراي رشد بسيار سريع و چشمگيري بوده است كه اين رشد را مديون ويژگيهاي بنيادي و كاربردي خود نظير دقت، حساسيت بالا، سهولت اجراء، برگزيدگي، سرعت عمل بالا و كم هزينه بودن آن در مقايسه با ساير روشها، مي باشد. اين ويژگيها باعث گسترش دامنۀ الكتروشيمي وتلفيق آن با ديگر رشته هاي علوم و فناوري مانند زيست شناسي، پزشكي و الكترونيك شده است. كثرت مقالات و كتابهاي منتشره در دهه هاي اخير در زمينۀ الكتروشيمي دليل روشني بر رشد فزاينده و جايگاه ويژۀ الكتروشيمي در ميان شاخه هاي مختلف علم شيمي است.  يكي از زمينه هاي رو به رشد و جذاب در الكترو شيمي، حوزۀ الكترودهاي اصلاح شدۀ شيميايي است. بطور كلي مشخص شده است كه فرايند ردوكس بسياري از تركيبات شيميايي بر سطح الكترودهاي متداول از سينتيك كندي برخوردار است بطوري كه فرايند الكترودي اين گونه ها نيازمند بكارگيري، فوق پتانسيل بزرگي مي باشد. اين امر موجب كاهش برگزيدگي روشهاي الكترو آناليز مي شود. براي كاهش پتانسيل مازاد، افزايش حساسيت و گزينش پذيري و بهبود خواص الكتروكاتاليستي الكترودهاي كار، سطح آنها را با يك لاية نازكي از يك مادة الكترواكتيو مي پوشانند. اين كار باعث تسريع انتقال بار بين سطح الكترود و گونه هاي فعال محلول در پتانسيل هاي پايين تر كه در شرايط عادي امكان پذير نيست، مي شود. اصلاح سطوح الكترودي با فراهم نمودن امكان تلفيق يك عملكرد شيميايي خاص با قابليت الكترود براي تحريك فرايندهاي اكسايش و كاهش، منشاء پيدايش تكنولوژي هاي كاربردي نظير الكتروكاتاليز، ابزار الكتروكروميك، خازن ها، پوشش هاي آنتي استاتيك و محافظ در برابر تابش الكترومغناطيسي، باطريها، فوتوالكتروشيمي، تبديل و ذخيره سازي انرژي خورشيدي، سنتزهاي انتخابي الكتروارگانيك، حسگرهاي الكتروشيميايي، بيوسنسورها، پيلهاي سوختي و غيره مي باشد. تلاش هاي گسترده اي براي يافتن تركيبات مناسب براي اصلاح الكترودها و همچنين راه هاي جديد اصلاح الكترودها بعمل آمده است. امروزه تركيباتي كه براي اصلاح الكترودها استفاده مي شود بسيار متنوع است و اندازه و پيچيدگي اصلاح گرها، محدودة وسيعي از اتمهاي منفرد مانند فلزات و اكسيدهاي آنها و تركيبات كوچك تا مولكولهاي بزرگي مانند پورفيرين ها يا حتي ماكرومولكول هايي نظير پليمرها و آنزيم ها را شامل مي شوند و هر روز نيز اصلاح گرهاي جديد و كاربردهاي جديد براي تهية الكترودهاي اصلاح شده ابداع مي شود. در همين راستا كارهاي متعددي در جهت سنتز بيوسنسورهاي الكتروشيميايي جهت تشخيص تركيبات مختلف نظير داروها ، انسولين ، گلوكز  هيدروژن پراكسايد، و انواع مختلف اسيدهاي آمينه در نمونه هاي بيولوژيكي توسط ما انجام شده است. كه در اين پروژه با بکاربردن تجربيات و نتايج حاصله از كارهاي پيشين و انجام تحقيقات تكميلي كيتهاي الكتروشيميايي ارزان بمنظور غربالگري بيماريهاي مرتبط با اختلالات اسيدهاي آمينه طراحی و ساخته شدند.

نام و نام خانوادگی مدیر: اسماعیل حبیبی

شماره تماس: 09143413566