"کشف روش نوینی برای تشخیص روانکارهای دارویی در آب"

دانشمندان یک روش جدید برای تشخیص سموم دارویی در آب ابداع کرده‌اند. این روش با استفاده از یک دستگاه کوچک به اندازه یک سکه، حتی قادر است غلظت‌های کم سموم را تشخیص دهد.

سالانه بیش از ۱۰۰ هزار تن فرآورده‌های دارویی در سراسر جهان استفاده می‌شود. ساخت، استفاده و دفع این محصولات ممکن است منجر به آزاد شدن مواد فعال دارویی و سایر مواد شیمیایی در محیط شود.

روش‌های سنتی موجود برای مدیریت این مواد شیمیایی آزاد شده، به طور معمول کافی نیستند و می‌توانند تهدیداتی مستقیم و غیرمستقیم برای سلامتی ما و محیط زیست به دنبال داشته باشند. به عنوان مثال، وقتی آنتی بیوتیک‌ها وارد آب‌ها می‌شوند، می‌توانند منجر به افزایش مقاومت ضد باکتریایی شوند.

بر اساس گزارش دفتر محیط زیست اروپا، بار مقاومت ضد باکتریایی از نظر تلفات جانی، عوارض و هزینه‌های مراقبت‌های بهداشتی و زیان‌های بهره‌وری بسیار بیشتر از آمارهای فعلی است. آمارها نشان می‌دهند که در سال ۲۰۰۷، ۲۵ هزار نفر به علت بیماری‌های ناشی از مقاومت ضد باکتریایی جان خود را از دست داده‌اند و پیش‌بینی می‌شود که تا سال ۲۰۵۰، این بیماری‌ها باعث مرگ ۳۹۰ هزار نفر در اروپا شوند.

در یک مطالعه انجام شده دو سال پیش، یک تیم از دانشمندان داده‌هایی نگران‌کننده را ارائه کردند. این تیم از ۱۰۵۲ مکان در سراسر جهان در طول ۲۵۸ رودخانه نمونه‌برداری کرد.

این مطالعه شامل نمونه‌برداری از روستای یانومانی در منطقه آمازون در ونزوئلا بود. در این روستا از داروهای مدرن استفاده نمی‌شود و با برخی از شهرهای پرجمعیت دیگر در جهان مقایسه شد.

در این مطالعه، غلظت‌های دارویی تجمعی در هر محل نمونه‌برداری بر اساس مجموع باقی‌مانده‌های مواد فعال دارویی (API) محاسبه شد. سپس میانگین غلظت‌های تجمعی در تمام سایت‌های نمونه‌برداری در یک کمپین تعیین شد.

به جز سایت‌های ایسلند و روستای یانومانی در ونزوئلا، در تمام کمپین‌های مطالعاتی حداقل یک ماده فعال دارویی شناسایی شد. تعداد سایت‌های نمونه‌برداری در ایسلند ۱۷ و در روستای یانومانی در ونزوئلا ۳ بود.

پیپریدین، که یک مولکول قوی است، در صنایع دارویی و افزودنی‌های غذایی استفاده می‌شود. اما به دلیل خطرات سمی که دارد، می‌تواند برای سلامتی انسان و حیوانات مضر باشد. به همین دلیل شناسایی و تشخیص آن بسیار مهم است.

یک مطالعه اخیر توسط پژوهشگران دانشگاه بار-ایلان و موسسه نانوتکنولوژی و مواد پیشرفته، روش جدیدی برای تشخیص بقایای پیپریدین در آب را نشان داده است.

در این مطالعه، محمد حموده دانشجوی دکترای شیمی در همکاری با دکتر ایلاد سگال، با استفاده از یک میکروسکوپ یونی متمرکز برای حفر سوراخ‌هایی به اندازه نانومتر روی سطح فلز، یک آشکارساز بسیار حساس بر پایه پلاسمونیک ایجاد کردند.

با استفاده از برنامه‌ریزی پرتو و یک برنامه رایانه‌ای سفارشی، آنها حفره‌هایی با اندازه کوچکتر از طول موج نور قابل مشاهده را ایجاد کردند و میدان الکتریکی روی سطح را افزایش دادند، که باعث تمرکز نور در مناطق بسیار کوچک شد.

پروفسور آدی سالومون، پژوهشگر ارشد در گروه شیمی و موسسه نانوتکنولوژی و مواد پیشرفته دانشگاه بار-ایلان، اظهار داشت: با استفاده از سطوح فلزی با الگوی نانو، ما توانستیم غلظت پایین پیپریدین در آب را با استفاده از اپتیک‌های مقرون به صرفه تشخیص دهیم، که راه‌حلی امیدوارکننده برای تحلیل زیست محیطی فراهم می‌کند.

همانطور که در این مطالعه بیان شد، با وجود قطبش‌پذیری نسبتاً کم پیپریدین، این روش بسیار حساسیت بالایی دارد و حتی با استفاده از دیافراگم عددی پایین، که به پراکندگی جهتی دستگاه پلاسمونیک ارتباط دارد، می‌توان آن را مشاهده کرد.

بنابراین، جایگزینی مقرون به صرفه برای دیافراگم عددی سنتی در تکنیک SERS و استفاده از دستگاه رامان قابل حمل، تجزیه و تحلیل ارزان‌تر و سریع‌تری را فراهم می‌کند. به عبارت دیگر، آشکارساز بر پایه پلاسمونیک می‌تواند در نظارت بر محیط زیست نقش مهمی ایفا کند، به عنوان مثال در تشخیص ضایعات داروها.

در یک تحقیقی که سه سال پیش انتشار یافت، دانشمندان از آمارهای ملی استفاده کردند تا حجم فاضلاب تولیدی، جمع‌آوری شده، تصفیه شده و مجدداً استفاده شده در سراسر جهان را تخمین بزنند. آنها اعلام کردند که حجم سالیانه حدود ۳۵۹ میلیارد متر مکعب فاضلاب تولید می‌شود که معادل ۱۴۴ میلیون استخر شنای استاندارد است. اما در حال حاضر، تنها حدود ۴۸ درصد از این مقدار فاضلاب به صورت تصفیه‌نشده به محیط زیست رها می‌شود.

ادوارد جونز، یک پژوهشگر دکترا در دانشگاه اوترخت و نویسنده اصلی این تحقیق، اظهار داشت: این عدد بسیار کمتر از عدد ۸۰ درصد است که بیشتر به آن اشاره می‌شود.

محمد حموده نیز در هفته آینده قصد دارد نوآوری خود را در یک کنفرانس بین‌المللی در جنوای ایتالیا ارائه دهد.