محققان دانشگاه اراک چارچوب جدید فلز آلی برای جذب کلسیم را ارایه کردند

عضو هیات علمی گروه شیمی دانشگاه اراک روز چهارشنبه در راستای کسب این موفقیت به خبرنگار ایرنا گفت: یکی از یون‌های مهم در بدن یون کلسیم است که فرم فعال فیزیولوژیک است و در خون به سه فرم، پیوند شده به پروتوئین ۴۰ درصد، فرم یونیزه ۴۸ درصد و پیوند شده به بقیه آنیون‌ها مانند سیترات، بیکربنات یا فسفات ۱۲ درصد وجود دارد.

«محمدیاسر معصومی» افزود: یون کلسیم در انتقال پیام در داخل سلول نقش موثری دارد که به عنوان مثال افزایش +Ca۲ سیتوزول نشانه ای از فعال شدن گیرنده‌های غشای سلولی و آنزیم‌ها با داروهای مرتبط است.

وی بیان کرد: از آنجاکه کارکرد صحیح سلول‌های ایمنی برای تاثیر یک پیام از کلسیم است و کلسیم نقش بسزایی در مولکول‌های حافظه دارد و از سویی افزایش مقادیر اضافی کلسیم با ایجاد یک واکنش زنجیره‌ای، سبب مرگ سلول‌های مغزی می‌شود، تشخیص حدمجاز کلسیم در غشای سلولی از اهمیت بسزایی برخورداراست.

این پژوهشگر ادامه داد: غلظت این یون در داخل سیتوزول حدود ۱۰ درصد میکرومولار و غلظت خارج سلولی آن ۱۰ هزار برابر این مقدار است که دستیابی به حسگری با این میزان حساسیت به غلظت یون کلسیم امری با اهمیت است.

معصومی تصریح کرد: در بیشتر موارد، کلسیم کل اندازه‌گیری می‌شود، زیرا این آزمایش راحت تر از آزمایش کلسیم یونیزه شده انجام می شود.

وی گفت: آزمایش کلسیم یونیزه شده ممکن است هنگامی انجام شود که شخصی دچار بی‌حسی در اطراف دهان، دست و پا و اسپاسم عضلات در همان مناطق شود. 

عضو هیات علمی گروه شیمی دانشگاه اراک اضافه کرد: در چارچوب‌های فلز- آلی ارائه شده تاکنون هیچکدام نسبت به یون کلسیم حساسیت نداشته و موفق به جذب و شناسایی کلسیم نمی‌شدند اما در حسگر جدید ارائه شده که از مشارکت مولکول‌های مهمان فلوئورسانس داخل نانوکانال‌های ماتریس میزبان چارچوب فلز-آلی به عنوان حسگر فلوئورسانس نسبتی استفاده شده است.

معصومی اظهار داشت: رودامین (RhB با نشر قرمز(λ=۶۱۰ nm ) به عنوان مهمان فلوئورسانس انتخاب شد و چارچوب فلز-آلی بر پایه Zn (TMU-۵) به دلیل سهولت سنتز و داشتن خصلت بازی در واکنش به میهمان کاتیونی، به عنوان ماتریس میزبان انتخاب شد و از TMU-۵S حساس شده با RhB به عنوان پروب حسگر برای سنجش یون Ca۲+ استفاده شد.

وی تصریح کرد: حسگر یاد شده با دارا بودن ۲ سیگنال نشری باعث ایجاد یک حسگر فلورسانس نسبتی با توانایی تمایز حساسیت از پاسخ می‌شود.
این پژوهشگر در خصوص دقت این حسگر گفت: برخلاف حسگرهای دیگر Ca۲+ که به علت تک نشر بودن تحت تاثیر عواملی مانند شدت لیزرتابنده و اثرات محیطی قرار می‌گیرند حسگر ساخته شده یک حسگر ناهمگن با حساسیتی بالا است که امکان استفاده مجدد را در چندین بار ممکن می‌سازد.

معصومی بیان کرد: به دلیل به‌کار بردن ۲ طول موج نشر در تشخیص خود می‌تواند عوامل محیطی و خطاهای دستگاهی را حذف کند که امکان کاربردی کردن این گونه از حسگرها را فراهم می‌سازد.
وی افزود: حد تشخیص در این حسگر ۱۵۰ برابر نمونه‌های حسگری قبلی در تشخیص یون کلسیم است، این حسگر در غلظت‌های پایین هم قابلیت تشخیص را داراست و مزیت مهم دیگر زمان پاسخ سریع است.

عضو هیات علمی گروه شیمی دانشگاه اراک ادامه داد: این حسگر حضور یون کلسیم را در پنج ثانیه تشخیص می‌دهد که پس از آن بازیابی و استفاده مجدد از حسگر بعد از حدود ۴۰ ثانیه امکان پذیر است.

معصومی عنوان کرد: این پروسه تحقیقاتی با مشارکت دکتر «مینو باقری» صورت گرفته و نتایج آن در مجله ACS Appl. Mater. Interfaces ۲۰۲۰, ۱۲, ۴, ۴۶۲۵-۴۶۳۱ با ضریب تاثیر ۸.۷۵۸ به چاپ رسیده است.

دانشگاه اراک با ۱۱۵ رشته تحصیلی دارای ۳۰۰ عضو هیات علمی است.

دانشگاه اراک در ارزیابی جدید، رتبه یک‌هزار و ۵۰۰ را در بین دانشگاه‌های جهان از آن خود کرده است.