هدف اصلی این پژوهش سنجش دقیق، حساس و گزینش پذیر نور اپی نفرین بر مبنای سیگنال فلوئورسانس نانو ذرات سیلیکا اصلاح شده با بنزیل کلروفرمات (CBZ-Si NPs) است. اصلاح نانو ذرات سیلیکا با بنزیل کلروفرمات ساختار شیمیایی منحصر به فردی را پدید می آورد که تمایل بالایی برای برقراری پیوند، به صورت اختصاصی و گزینش پذیر، با مولکول نوراپی نفرین دارد. بر این مبنا طراحی و توسعه نانو حسگر نور اپی نفرین مورد توجه پژوهشگران قرار گرفته است.
نور اپی نفرین به عنوان یک انتقال دهنده عصبی مونوآمینی، دارای نقش حیاتی و مهم در سیستم عصبی سمپاتیک می باشد. حضور نور اپی نفرین در بدن انسان، به منظور تنظیم عملکردهای فیزیولوژیکی متعدد نظیر کنترل احساسات، تنظیم فعالیت های قلبی عروقی، بیداری، توجه، یادگیری، حافظه، تنظیم تنفس و پاسخ به استرس از اهمیت بسزایی برخوردار است. مطالعات صورت پذیرفته ارتباط مستقیم سطح بالای نور اپی نفرین با پیشرفت بیماری هایی نظیر فشار خون بالا، بیماری های قلبی عروقی و دیابت را نشان می دهد. علاوه بر این سطح پایین نور اپی نفرین، منجر به بروز بیماری های عصبی نظیر افسردگی، اختلالات اضطراب، پارکینسون و افت فشار خون می شود. با توجه به مطالب ذکر شده، اندازه گیری نور اپی نفرین با دقت و صحت بالا در نمونه های زیستی، از اهمیت قابل توجهی در زمینه مطالعات زیست پزشکی و تشخیص های بالینی برخوردار است. البته لازم به ذکر است که سنجش حساس و انتخابی نور اپی نفرین در محیط های پیچیده نمونه های بیولوژیکی، به دلیل شباهت ساختار شیمیایی نوراپی نفرین با سایر گونه های بیولوژیکی نظیر اپی نفرین و دوپامین با چالش جدی روبرو است.
در این پژوهش، از نانو ذرات سیلیکا اصلاح شده با بنزیل کلروفرمات به عنوان نانو حسگر با عملکرد حساس و انتخابی به منظور سنجش نور اپی نفرین استفاده شده است. آزمایش های انجام شده، ارتباط خطی مستقیم بین غلظت نور اپی نفرین و سیگنال فلوئورسانس را نشان می دهند. محاسبات DFT، تشکیل حلقه شش عضوی پایدار توسط پیوندهای هیدروژنی بین نور اپی نفرین و CBZ-Si NPs را پیش بینی می نمایند. داده های تجربی به دست آمده در این پژوهش، بیانگر این واقعیت هستند که آرایش فضایی منحصر به فرد گروه های عاملی مولکول نور اپی نفرین منجر به چنین آرایش اتصال ویژه توسط پیوندهای هیدورژنی می شود. این در حالی است که گونه هایی نظیر اپی نفرین و دوپامین، با اینکه ساختار شیمیایی مشابهی با نور اپی نفرین دارند، به دلیل فقدان چنین آرایش فضایی ویژه ی گروه های عاملی، امکان این نوع از برهمکنش با CBZ-Si NPs را ندارند. به این ترتیب شرایط تشخیص انتخابی نور اپی نفرین توسط نانو حسگر CBZ-Si NPs فراهم می گردد.
به منظور بررسی توانایی نانو حسگر نور اپی نفرین مذکور در اندازه گیری این گونه در نمونه های بیولوژیکی واقعی، عملکرد آن در نمونه های سرم انسانی با ماتریس پیچیده، مورد سنجش قرار گرفت و نتایج رضایت بخشی حاصل شد. استفاده از نانو حسگر طراحی شده در این پژوهش به منظور ساخت حسگرهای عملی سنجش نور اپی نفرین دورنمای این روش سنجش نوین محسوب می شود.
Li, L.L., Luo, D.Y., Hou, Y.S., Wang, C.B., Nsanzamahoro, S., Meng, X.H., Zhang, Y., Yang, A.M. and Yang, J.L., 2025. Benzyl Chloroformate-Functionalized Fluorescent Silica Nanoparticles for Detection of Norepinephrine. ACS Applied Nano Materials, 8(48), pp.22927-22937.
ACS Appl. Nano Mater. (2025) 8 (48): 22927–22937.
