امروزه دسترسی آسان به اکثر داروها در کشورها ما، یکی از معضلات گریبانگیر جامعه پزشکی است، به طوریکه مسمومیتهای دارویی تعداد قابل تاملی از مراجعات روزانه به بخشهای درمانی را به خود اختصاص داده اند. این مسمومیتها صرف نظر از عمدی یا سهوی بودنشان برای درمان موثر، نیازمند تشخیص صحیح آزمایشگاهی هستند. کیتهای تشخیصی موجود برای شناسایی برخی داروها و کروماتوگرفی لایه نازک (TLC)، روشهای معمول کنونی هستند که برای تشخیص و ارزیابی مسمومیتها در آزمایشگاهها به طور گسترده ای مورد استفاده قرار می گیرند، لیکن استفاده از این روشها خالی از اشکال نیست. کیتهای تشخیصی اگر چه با دقت و سرعت نسبی بالا قابلیت شناسایی مواد در نمونه ها را دارند، ولی عدم وجود کیتهای اختصاصی برای اغلب داروها، مشکل تداخل با مولکولهای مشابه، عدم پاسخ صحیح و مناسب کیتها و همچنین تغییر محسوس در نوع پاسخ دسته های مختلف تولید شده کیتها، از مهمترین معضلات این روش هستند. اگر چه کروماتوگرافی لایه نازک مشکل تداخلات مولکولی مشابه را ندارد اما سرعت پایین این روش و نیاز به تجهیزات و آموزشهای خاص برای انجام روش، مزایای آن در کاربردهای سریع تشخیصی را تحت الشعاع قرار داده است و درمان فعلی بیمارانی که دچار مسمومیتهای حاد و اورژانسی می باشند، صرفا با استناد به علائم بالینی بیمار و تکیه بر شرح حال بیماران که بعضا گمراه کننده نیز هست صورت می گیرد. از این رو یافتن روشی تشخیصی که سرعت و دقت بالایی در شناسایی داروها داشته باشد، همواره از اولویتها بوده است (3-1).

استفاده از حسگرهای الکتروشیمیایی آپتامری (E-AB) که آپتاحسگر نیز خوانده می شوند، از جمله روشهای نوین تشخیصی هستند که در سالهای اخیر مورد توجه قرار گرفته اند. این حسگرها حساسیت بسیار بالایی دارند و توانایی شناسایی مواد با غلظتهای کوچکتر از نانومولار را نیز دارند. اتصال حسگر به هدف (Target) به تمایل اختصاصي بخش آپتامری برای هدف مربوطه وابسته است. آپتامرها لیگاندهایی اولیگو نوکلئوتیدی تک رشته ای هستند (اعم از DNA یا RNA) که بین 30 تا 70 نوکلئوتید طول دارند. این لیگاندها در سال 1990 معرفی شده و نام آنها از واژه لاتین آپتوس (Aptus) به معنی "در شکل و اندازه درستی بودن" مشتق شده است. از آنجا که توالیهای اسید نوکلئیکی تک رشته ای ظرفیت بالایی در تشکیل ساختار سه بعدی از خود نشان می دهند، آپتامرها در حالت عادی ساختارهای سه بعدی ویژه ای به خود می گیرند به طوریکه این ساختار سه بعدی می تواند با تمایل بسیار بالا و به شکل کاملا اختصاصی به هدف اتصال یابد. این ویژگی آپتامرها به خوبی با فرایندی که طی آن آنتی بادیها به شکل کاملا اختصاصی به مولکولهای هدف خود اتصال می یابند، قابل قیاس است. لیکن آپتامرها در مقایسه با آنتی بادیها مزایایی قابل توجهی دارند. آپتامرها بر خلاف آنتی بادیها که برای تولید به محیط بیولوژیک نیاز دارند، توسط روشهای آزمایشگاهی ساخته می شوند، به همین دلیل این ترکیبات می توانند برای گستره وسیعی از اهداف از کوچکی یک یون تا بزرگی یک سلول ساخته شوند در حالیکه آنتی بادیها تنها قابلیت اتصال به ترکیبات ایمونولوژیک را دارا هستند. تغییر در دسته های مختلف تولید شده آپتامری بسیار به ندرت مشاهده می شود در حالیکه در دسته های تولید شده آنتی بادیها همواره اختلافات بارزی قابل مشاهده است. آپتامرها به راحتی قابل دستکاری به روشهای شیمیایی هستند و تغییرات ساختاری ناشی از حرارت در آنها برگشت پذیر است. به این مفهوم که در حرارتهایی به بزرگی 60 درجه سانتی گراد، آپتامرها بدون اینکه دچار تخریب شوند تغییر ساختاری می دهند و با بازگشت دما به دمای اتاق، ساختار سه بعدی اولیه خود را بازخواهند یافت و بالاخره آپتامرها برای نگهداری، نیازی به دماهای پایین نداشته و عمر قفسه ای طولانی دارند. از نظر تکنیکی آپتامرها را می توان برای هر گونه پروتئین، دارو، یون یا ساختار شیمیایی دیگر جدا کرد و این جداسازی طی فرایندی به نام سیلکس (SELEX) صورت می پذیرد (9-4).

در فرایند سیلکس از مجموعه ای از زنجیره های اسید نوکلئیکی که به صورت صناعی ساخته شده اند استفاده می شود. تعداد زنجیره های موجود در هر مجموعه، بیش از 1015 زنجیره متفاوت است و نوع توالی زنجیره ها در حین ساخت کاملا به صورت تصادفی صورت می گیرد. چنین مجموعه هایی یک کتابخانه آپتامری را تشکیل می دهند و اساس تولید آپتامر به روش سیلکس بر وجود این کتابخانه های آپتامری استوار است. فرایند جداسازی آپتامر با اضافه کردن یکی از این کتابخانه ها به محیط حاوی هدف مربوطه آغاز می شود. (لازم به ذکر است که انتخاب کتابخانه مورد استفاده برای پروسه سیلکس نیز به طور کاملا تصادفی صورت می گیرد.) هنگامی که کتابخانه و هدف مورد نظر در مجاورت یکدیگر قرار گرفتند، زنجیره های موجود در کتابخانه آپتامری بسته به نوع ساختار فضایی خود رفتاری متفاوت با هدف را بروز می دهند، به این معنا که برخی از زنجیره های موجود در کتابخانه به هدف تمایل نشان داده و به آن متصل می شوند و بسیاری از زنجیره ها نیز به شکل اولیه در محیط باقی خواهند ماند. پس از این مرحله شستشو صورت می گیرد و به این ترتیب زنجیره هایی که به هدف اتصال نیافته اند از محیط شسته و خارج می شوند. با افزایش دما رشته های متصل به هدف جدا شده و با روش PCR یا RT-PCR (در مورد زنجیره های RNA) تکثیر می یابند. تمامی مراحل مذکور یک چرخه نامیده می شود و محصول نهایی این چرخه وارد چرخه بعدی شده و مراحلی مشابه را طی خواهد کرد. فرایند سیلکس در حقیقت به مجموعه این چرخه های متوالی و تکراری که به طور مختصر شامل اتصال، جداسازی و تکثیر رشته ها می باشد، اطلاق می گردد. تعداد چرخه ها معمولا بین 4 تا 20 چرخه متغیر است و در هر چرخه زنجیره هایی که تمایل نسبی بالاتری به هدف دارند باقی می مانند و در چرخه نهایی رشته یا رشته های معدودی جدا شده که برای اتصال به هدف، بالاترین تمایل را دارند و در حقیقت همان آپتامر مطلوب برای هدف مورد نظر می باشد. مهمترین مسئله ای که در پروسه سیلکس مشکل زاست حضور آنزیمهای نوکلئاز می باشد، لیکن شرکتهای سازنده با انجام جانشینیهای شیمیایی نظیر /2- فلورو یا /2-آمینو پیریمیدینی یا /2-O- متیل نوکلئوتیدی آپتامرها را نسبت به نوکلئاز مقاوم می کنند (10).

ساختار حسگرهاي آپتامري، متشکل از یک الکترود از جنس طلا یا گرافیت است که آپتامر مربوط به هدف، از یک انتها به این الکترود اتصال یافته است و انتهای دیگر آپتامر به یک مولکول ناقل الکترون نظیر متیلن بلو یا فلورسن اتصال داده می شود. آپتامر تثبیت شده بر روی الکترود در مجاورت هدف تغییر ساختار فضایی داده و این تغییر ساختار باعث تغییر در فاصله مولکول ناقل الکترون از الکترود می گردد. تغییر در موقعیت این مولکول نسبت به الکترود به صورت تغییر در جریان اولیه فارادیک موجود در الکترود مشاهده شده و قابل ثبت است. این تغییر در جریان می تواند به دو صورت افزایشی یا کاهشی بروز کرده و به این طریق حسگر سیگنال روشن یا خاموش را ایجاد خواهد کرد. تاثیر شرایط محیط آزمایش بر مولکول ناقل الکترون و بروز محدودیتهای خاص در کاربرد این مولکولها را نمی توان نادیده گرفت. از آنجا که تغییرات pH محیط، با تغییر در ساختار گونه های مولکولی ناقل الکترونی، می تواند بر خواص الکتروشیمیایی مولکول ناقل تاثیر گذارد، آپتاحسگرهای ساخته شده فعلی تنها در شرایط کنترل شده ای از pH می توانند لیگاند مورد نظر را شناسایی کنند. فروسن یک ناقل الکترونی است که در حال حاضر در اکثر زیست حسگرها مورد استفاده قرار می گیرد. اگر چه این ناقل به خودی خود پایدار است، اما یونهای فروسینیوم آن در حضور نمکهای کلراید و بروماید و همچنین سایر عوامل هسته دوست قوی مانند N،N- دی متیل فورمامید و دی متیل سولفوکساید از خود ناپایداری نشان می دهند. نمکهای کلراید از ملزومات عملکرد زیست حسگرهای الکتروشیمیایی می باشند. فسفات بافره نمکی (PBS)، که بافر استاندارد مورد استفاده در مطالعات زیست شناسی است و شامل سدیم کلراید است مثالی بر این مسئله است. با این حال فروسن علی رغم وجود این نقایص هنوز  هم به عنوان ناقل الکترونی در زیست حسگرها کاربرد دارد و شاید این به خاطر عدم معرفی ترکیبات مناسب جایگزین برای فروسن می باشد. جدیدا یک ناقل الکترونی کینونی با نام 5- هیدروکسی– هگزان دی تیول– 1و4 نفتاکینون توسط كاترين اودنتال (Katherine Odental) ساخته و معرفی شده است که می تواند در محدوده وسیعتری از pH سیگنالی قابل اندازه گیری با ولت سنج را ایجاد کند، لیکن این ترکیب هنوز در ساخت نانوحسگرهای آپتامری به کار نرفته است و استفاده از آن می تواند نقطه عطفی در تهیه نانو حسگرهای آپتامری با دامنه عملکرد وسیعتری از pH باشد. از آنجا كه آپتامرها اتصال بسیار اختصاصی به هدف را امکان پذیر می کنند، لذا امروزه از آنها در ساخت حسگرهايي جهت رديابي موادی نظیر کوکائین، تری نیتروتولوئن (TNT)، سیتوکینها و بسیاری ترکیبات دیگر استفاده شده است. سرعت، دقت و حساسیت مثال زدنی حسگرهای الکتروشیمیایی آپتامری (آپتاحسگرها) در تشخیص و شناسایی مواد گوناگون، می تواند نقطه عطفی در پیشرفت علومی نظیر شاخه های مختلف سم شناسی از جمله سم شناسی بالینی، سم شناسی تجزیه ای و قانونی، سم شناسی محیطی و صنعتی و غیره باشد، که با تشخیص کیفی و کمی مواد رابطه تنگاتنگ دارند (12-11).

کدئین از جمله موادیست که در اشکال مختلف برخی از داروهای ترکیبی نظیر استامینوفن کدئین، آسپرین کدئین، اکسپکتورانت کدئین و غیره مورد استفاده قرار می گیرد. سهولت دسترسی به این داروها و همچنین پتانسیل سوء استعمال فراورده های حاوی کدئین توسط معتادین ساخت آپتاحسگر مربوط به کدئین را آغازی برای به کارگیری آپتاحسگر ها در شاخه های مختلف سم شناسی می کند. چشم انداز اين پژوهش، ساخت آپتاحسگر حساسی است که از تلفیق آپتامر اختصاصی کدئین و ناقل الکترونی جدید معرفی شده، ایجاد می شود. موفقیت در ساخت چنین حسگری می تواند افقهای جدیدی را در زمینه تولید زیست حسگرهای قابل حمل برای کاربردهای تشخیصی (از جمله ساير مواد مخدر)، كاربردهاي جنایی و غیره پيش رو قرار دهد.

+ نوشته شده توسط دکتر مهدی صابریان بروجنی در دوشنبه 1389/11/11 و ساعت 15:33 |

Designed by Dr. Mehdi Saberian-Borujeni - Oct 2010

---------------------------------------------------------