استفاده از نانوساختارهای فتوکرومیک برای تشخیص و ردیابی سلول‌های زنده

به گزارش گروه علم و فناوری آنا به نقل از ستاد ویژه توسعه نانو، ترکیبات فتوکرومیک جزو مواد هوشمندی محسوب می‌شوند که با تابش نور با طول موج خاص، تغییر رنگ می‌دهند. این ترکیبات اهمیت بالایی داشته و کاربردهای متفاوتی در زمینه‌های مختلف از جمله پزشکی، زیست فناوری، ذخیره اطلاعات، اسناد امنیتی، ساخت حسگرهای شیمیایی و لنز‌های چشمی دارند. این حجم گسترده کاربرد به دلیل تغییرات رنگی برگشت‌پذیر و تغییر در خواص فیزیکی و شیمیایی آنهاست.

امین عبداللهی در معرفی تحقیقات صورت گرفته در این پژوهش عنوان کرد: «هدف از این طرح، تهیه ترکیبات فتوکرومیک و قرار دادن آنها درون نانوحامل‌هایی پلیمری بود. بدین ترتیب تلاش شد تا ردیاب‌هایی در ابعاد نانومتر به منظور استفاده در محیط‌های مختلف تهیه شود. همچنین با وارد کردن این نانوذرات به بافت کاغذ، کاغذهایی با قابلیت تغییر رنگ در برابر تابش نور فرابنفش ساخته شد».

با الگوبرداری از این طرح می‌توان مشکل استفاده از ترکیبات فلورسانس کننده در مطالعات سلولی را برطرف ساخت. در واقع با قرار دادن ترکیبات فتوکرومیک در یک حامل پلیمری و استفاده از آنها در محیط زنده، از ورود و پخش شدن این ترکیبات در محیط زنده جلوگیری می‌شود.

به گفته این محقق نتایج این طرح می‌تواند در زمینه تولید لنزهای چشمی فتوکرومیک، ردیابی سلول‌های زنده، سامانه‌های نوین دارورسانی، سیستم‌های ضدجعل و همچنین سیستم‌های شناساگر کاربردهای فراوانی داشته باشد.

همانگونه که اشاره شد جهت محافظت رنگ‌های فتوکرومیک از تخریب محیطی و محافظت از عکس‌العمل‌های آنها، این ترکیبات را می‌توان به کمک فرایند‌های پلیمریزاسیون درون نانوحامل‌های آبگریز قرار داد. در واقع با وارد کردن ترکیبات فتوکرومیک به حامل‌های پلیمری طول عمر، پایداری نوری، خواص فتوکرومیک و برگشت پذیری این ترکیبات افزایش می‌یابد.

عبداللهی در توضیح نحوه ساخت و بررسی ترکیبات سنتز شده عنوان کرد: «لازم به ذکر است در این مقاله تأثیر افزایش مقدار مونومر اسپایروپیران روی اندازه نهایی نانوذرات بررسی شد. برای این منظور، ابتدا رنگ فتوکرومیک برپایه اسپایروپیران، که قابلیت تغییر رنگ به وسیله نور فرابنفش را دارد، به صورت یک مونومر آکریلاتی سنتز و اصلاح شد. سپس این مونومر به وسیله روش پلیمریزاسیون امولسیونی با دیگر مونومرهای آکریلاتی مناسب پلیمر شد که منجر به تهیه نانوذرات پلیمری فتوکرومیک، با قابلیت نشان دادن تغییر رنگ در برابر محرک نور فرابنفش شد. از طرفی با وارد کردن این ترکیب در ماتریس کاغذ، حسگری شیمیایی جهت تشخیص قطبیت محیط با اعمال تابش نور فرابنفش ساخته شد».

نتایج به دست آمده از این مطالعات نشان داده که برای ایجاد نانوذرات پلیمری فتوکرومیک بایستی از یک مقدار بهینه مونومر اسپایروپیران استفاده شود؛ در غیر این صورت، خواص نوری به شدت کاهش پیدا می‌کند. از طرفی طبق بررسی‌ها، تغییر رنگ کاغذهای تولید شده در حلال‌هایی با قطبیت گوناگون به طور قابل توجهی متفاوت است که خود می‌تواند به عنوان یک شناساگر شیمیایی مورد استفاده قرار گیرد.

این تحقیقات حاصل تلاش‌های دکتر علیرضا مهدویان، دکتر حمید صالحی مبارکه، اعضای هیئت علمی پژوهشگاه پلیمر و پتروشیمی ایران و امین عبدالهی، کارشناس ارشد پلیمر است.