تشخیص زودهنگام فشار خون بالا با فناوری‌نانو

به گزارش خبرگزاری صدا و سیما ،گروهی از دانشمندان NUST MISIS، دانشگاه دولتی مسکو، موسسه فیزیک و فناوری مسکو و دانشگاه کپنهاگ رویکرد جدیدی را برای مطالعه انتخابی هموگلوبین در گلبول‌های قرمز با SERS با استفاده از محلول کلوئیدی نانوذرات نقره و سطوح نانوساختار نقره پیشنهاد کردند.

پژوهشگران از طیف‌سنجی رامان تقویت‌شده سطحی با استفاده از نانوذرات نقره برای تشخیص تغییرات مولکولی ناشی از فشار خون در سلول‌های خونی در مراحل اولیه بیماری استفاده کردند.

بیماری‌های قلبی عروقی عامل اصلی مرگ و میر در جهان است. فشار خون بالا یکی از مهم‌ترین عوامل خطر بیماری‌های قلبی عروقی است که منجر به هیپوکسی اندام‌ها و آسیب‌های متعاقب آن مانند نارسایی قلبی، سکته مغزی، واسکولوپاتی و نفروپاتی می‌شود.

شرایط هیپوکسیک می‌تواند در نتیجه تغییرات ناشی از فشار خون بالا در ساختار عروق یا تغییرات غیر طبیعی در تمایل هموگلوبین به اکسیژن ایجاد شود که منجر به کاهش توانایی هموگلوبین برای انتقال و آزادسازی اکسیژن در بافت‌های محیطی می‌شود.

شناسایی و نظارت بر چنین تغییراتی که در سطح سلولی رخ می‌دهد می‌تواند به توسعه ابزار‌های جدید برای تشخیص زودهنگام و درمان هدفمند شخصی کمک کند.

ترکیبات نانوساختار با حل کردن ۰٫۳ گرم نیترات نقره در ۴۰ میلی لیتر آب و سپس افزودن ۳۰ میلی لیتر محلول هیدروکسید سدیم ۲۰ درصد به دست آمد. سپس ماده حاصل شسته شد و ۵ میلی لیتر محلول ۲۵ درصد آمونیاک آبی و ۲۵ میلی‌لیتر آب اضافه شد.

محلول به‌دست‌آمده سپس بر روی سطح پوشش‌ها اسپری شد و تحت عملیات حرارتی قرار گرفت. این نانوساختار‌ها به ما اجازه می‌دهند تا به افزایش پراکندگی رامان از مولکول‌های نزدیک به سطح نانوساختار دست یابیم.

محققان از نانوحسگر‌های پلاسمونیک SERS برای ارزیابی تغییرات گلبول‌های قرمز در موش‌های دارای فشار خون طبیعی و فشار خون بالا استفاده کردند. آن‌ها قادر به تشخیص تغییرات در خواص گلبول‌های قرمز در موش‌های با فشار خون بالا، مانند کاهش سیالیت غشای پلاسمایی گلبول قرمز بودند. یکی از توضیحات این پدیده افزایش سطح کلسترول است. افزایش کلسترول منجر به کاهش سیالیت غشا و تغییر در عملکرد گلبول‌های قرمز می‌شود.

برای اولین بار، دانشمندان کاهش تحرک درون صفحه هموگلوبین هموگلوبین را در موش‌های مبتلا به فشار خون مشاهده کردند که تشخیص آن با روش‌های دیگر غیرممکن است.

محققان بر این باورند که این ویژگی را می‌توان با افزایش سفتی غشاء توضیح داد، که ممکن است توانایی خون را برای انطباق با تغییر غلظت اکسیژن کاهش دهد و بر تمایل هموگلوبین به اکسیژن تأثیر بگذارد. این به نوبه خود می‌تواند اکسیژن رسانی به بافت‌ها را در شرایط پرفشاری خون مختل کند.

محققان معتقدند رویکرد مبتنی بر SERS پیشنهادی ممکن است برای توسعه ابزار‌های تشخیصی جدید برای تشخیص آسیب‌شناسی اولیه و ارزیابی نتایج درمان در CVD و فراتر از آن مورد استفاده قرار گیرد.

نتایج این مطالعه در قالب مقاله‌ای با عنوان etection of Hypertension-Induced Changes in Erythrocytes by SERS Nanosensors در نشریه Biosensors منتشر شد.