امکان تشخیص هپاتیت B با استفاده از گوشی هوشمند

به گزارش خبرگزاری صدا و سیما؛ نتایج تحقیقات جدید نشان داد که از MXenes می‌توان برای تشخیص ویروس هپاتیت B (HBV) استفاده کرد. این یافته‌ها در مجله Colloid and Interface Science منتشر شده است. هدف از این تحقیق توسعه یک زیست حس‌گر رنگ‌سنجی با استفاده از پروب DNA برای مدیریت بیماری HBV است.

MXenes نوعی ترکیب معدنی هستند که می‌توان آن‌ها را به‌عنوان کاربید‌های فلزات واسطه، نیترید‌ها و کربنیترید‌های دوبعدی توصیف کرد. این دسته از مواد برای اولین‌بار در سال ۲۰۱۱ معرفی شدند و شامل ترکیبی از کاربید‌های فلزی فلزات واسطه و مواد آب‌دوست هستند.

این نانومواد ساختاری شبیه گرافن دارند که با لایه‌برداری فاز‌های MAX ساخته شده است. آن‌ها همچنین دارای سطح آب‌دوست بسیار قابل‌دسترس در مقایسه با گرافن بوده و دارای سطح ویژه بزرگ، اندازه جانبی قابل تنظیم، و رسانایی الکتریکی بالا و استحکام مکانیکی هستند.

خواص مطلوب MXenes این نانومواد را برای کاربرد‌های مختلف مانند فوتوکاتالیست‌ها، ابرخازن‌ها، عوامل ضدباکتری و همچنین حسگر‌های زیستی که از DNA پروب تبدیل کرده است.

توسعه یک حسگر زیستی با استفاده از MXene امکان تشخیص ویروس‌های مختلف مانند ویروس هپاتیت B را فراهم می‌کند و این موضوع می‌تواند برای پیشبرد تشخیص بیماری‌ها و حوزه پزشکی مهم باشد.

پیش‌ازاین نشان‌داده‌شده بود که MXene‌های کاربید تیتانیوم (Ti ۳ C ۲) دارای فعالیت مشابه پراکسیداز هستند، عملکرد کاتالیزوری آن هنوز کمتر از نانوزیم‌ها است.

برای پرداختن به این جنبه چالش برانگیز یعنی افزایش عملکرد کاتالیزوری MXenes، محققان MXene‌ها را با سایر نانومواد، مانند نیکل و نانوذرات هیدروکسید دولایه آهن یا سولفید مس، ترکیب کرده‌اند که منجر به تولید نانوهیبرید MXene می‌شود.

به‌تازگی استفاده از نانومواد فلزات نجیب برای این کاربرد محبوبیت پیدا کرده و در این مسیر از متالیزاسیون DNA استفاده شده است. با استفاده از کیلاسیون گروه‌های فسفات موجود روی DNA، می‌توان الگوی تک‌رشته‌ای DNA را به طور مؤثر روی Ti ۳ C ۲ Tx MXenes قرار داد. یون‌های تیتانیوم روی MXene‌ها برای واکنش‌های متالیزاسیون آتی قابل‌استفاده هستند.

متالیزاسیون DNA روی MXenes می‌تواند به طور مؤثر نانوهیبرید‌های MXene- فلز را به‌عنوان تقلیدی از آنزیم‌ها برای رنگ‌سنجی حساس کند. در این پروژه محققان استفاده از DNA کاوشگر را برای افزایش رفتار کاتالیزوری نانوذرات نقره پالادیوم (Ag/Pt) با نانوساختار‌های Ti ۳ C ۲ Tx MXene اصلاح‌شده بررسی کردند تا در نهایت از این مواد برای تولید زیست حس‌گر‌های رنگ‌سنجی مبتنی بر CRISPR-Cas ۱۲ a برای تشخیص DNA HBV استفاده کنند.

این تحقیق منجر به تولید نانوهیبرید‌های DNA-Ag/Pt با پروب MXene با عملکرد بالا با فعالیت تقلیدی پراکسیداز شد. این سیستم از طریق آنزیم Cas ۱۲ a کار می‌کند که می‌تواند توسط پروب‌های DNA در حضور اهداف HBV فعال شود. این امر باعث مهار متالیزاسیون DNA می‌شود و در نتیجه حداقل فعالیت کاتالیزوری را به همراه دارد.

آنزیم CRISPR-Cas ۱۲ a و یک نانوپلتفرم تقویت رنگ‌سنجی مبتنی بر نانوهیبرید‌های DNA-Ag/Pt پروب Mxene می‌توانند به ترتیب اولین و دومین تقویت سیگنال را انجام دهند. این موضوع در نهایت یک روش جدید برای تجزیه‌وتحلیل دقیق و حساس با چشم غیرمسلح HBV بدون نیاز به فرایند‌های تقویت DNA هدف ارائه می‌دهد.