پژوهشگران با بهره گیری از نانوذرات، حسگری را توسعه داده اند که به طور تخصصی قادر است سطوح هورمون کورتیزول را که به عنوان نشانگر زیستی استرس شناخته می شود، شناسایی کند و از روش های موجود در این زمینه مؤثرتر است.
این آزمایش اقتصادی و دسترسی آسان، ما را یک گام به سمت ارزیابی میزان استرس نزدیک تر می کند.
استرس برای بسیاری از افراد به معضلی جدی تبدیل شده است. چه بر اثر مشغله کاری، شرایط زندگی یا مشکلات مالی باشد، هنگامی که فرد تحت استرس قرار دارد، بدن او هورمون کورتیزول را ترشح کرده و او را در حالت آماده باش نگه می دارد. باید ذکر کرد که استرس می تواند به تضعیف سلامت جسمی و روانی منجر شود.
وجود کورتیزول به عنوان یک زیست نشانگر معتبر برای استرس، نشان دهنده اهمیت حسگرهایی است که می توانند با دقت سطح آن را اندازه گیری کرده و در کنترل استرس و ارائه مداخلات در زمان لازم، نقش مؤثری ایفا کنند.
در این راستا، محققان دانشگاه شی آن جیائوونگلیورپول (Xi’an JiaotongLiverpool) به کمک نانوذرات یک دستگاه تشخیص کورتیزول طراحی کرده اند که هم از نظر قیمت مناسب و هم از دقت ویژگی های بالایی برخوردار است.
تانگ جی، دانشجوی دکترا و تکنسین ارشد در این دانشگاه و راهنمای این تحقیق، بیان می کند که به مدت طولانی در جستجوی ساخت یک دستگاه آزمایشگاهی مقرون به صرفه، با قابلیت تکرار بالا و کاربری آسان برای اندازه گیری دقیق سطح کورتیزول بوده ایم. این امر می تواند تأثیر زیادی در تشخیص سریع و صحیح سطح کورتیزول داشته و کیفیت زندگی افراد را به شکل قابل توجهی ارتقاء بخشد.
حسگرهای فعلی کورتیزول دارای الکترودهای نقره ای هستند که در شرایط ناپایدار دما و pH عملکرد ضعیفی دارند، به این معنی که این دستگاه ها عمر کوتاهی داشته و از لحاظ تجاری چندان پر کاربرد نیستند.
جی اضافه کرد: حسگرهای موجود کورتیزول به الکترودهای مرجع با لایه نقره ای متکی هستند که به راحتی در معرض اکسیداسیون قرار می گیرند و این موجب ناپایداری در اندازه گیری های الکتروشیمیایی می شود. در این تحقیق ما از نانوذرات اکسید ایریدیوم برای پوشش دهی لایه نقره استفاده کرده ایم. این نوآوری، حساسیت و تکرارپذیری در اندازه گیری کورتیزول را در دستگاه های کنترل سلامت ارتقاء می دهد.
پژوهشگران کشف کردند که تجمع اکسید ایریدیوم (IrOx) بر یک الکترود طلا، امکان تشخیص بسیار حساسی از کورتیزول را فراهم می آورد.
دکتر کیوچن دونگ، یکی از نویسندگان این تحقیق گفت: این نخستین باری است که از اکسید ایریدیوم به این شکل استفاده می شود. تیم ما موفق به تولید یک دستگاه ساده و با هزینه ی پایین برای اندازه گیری کورتیزول شده که قادر است مولکول های کورتیزول را با غلظتی ۳۰۰۰ برابر کمتر از مقدار طبیعی آن در خون شناسایی کند. این خصوصیت باعث می شود دستگاه ما برای استفاده تجاری بسیار حساس و کارآمد باشد.
از دیگر قابلیت های این حسگر با پوشش اکسید ایریدیوم این است که می تواند کورتیزول را از هورمون های مشابه دیگر تفکیک کند.
دکتر گراهام داوسون، استاد دپارتمان شیمی در XJTLU و یکی از نویسندگان این مقاله، بیان کرد: یکی از چالش های راه حل های فعلی این است که بین کورتیزول و سایر هورمون ها مانند پروژسترون، تستوسترون و کورتیکوسترون شباهت زیادی وجود دارد. به همین منظور، تمایز آنها از یکدیگر برای حسگرها دشوار است. الکترود اصلاح شده با اکسید ایریدیوم ما به طور مناسبی توانایی تمییز این هورمون ها را دارد و می تواند به حل این معضل کمک کند.
این دستگاه ما را یک گام به سوی انجام آزمایش استرس در منزل نزدیک تر می سازد.
این تحقیق در نشریه Talanta منتشر شده است.