ابداع روش جدیدی برای تشخیص سموم دارویی در آب

به گزارش اقتصاد نیوز به نقل از ایسنا، طبق اعلام فدراسیون آکادمی‌های پزشکی اروپا سالانه بیش از ۱۰۰ هزار تن فرآورده‌های دارویی در جهان مصرف می‌شود و ساخت، استفاده و دفع این محصولات باعث آزاد شدن مواد فعال دارویی و سایر مواد شیمیایی در محیط می‌شود.

به نقل از آی‌ای، روش‌های سنتی برای رسیدگی به این مواد شیمیایی آزاد شده اغلب ناکافی هستند و منجر به تهدیدات مستقیم و غیرمستقیم نه تنها برای سلامت ما، بلکه برای محیط زیست نیز می‌شوند. به عنوان مثال، هنگامی که آنتی بیوتیک‌ها وارد آبراهه‌ها می‌شوند، می‌توانند منجر به افزایش مقاومت ضد باکتریایی(AMR) شوند.

بر اساس گزارش دفتر محیط زیست اروپا، بار AMR از نظر تلفات جانی، عوارض و هزینه‌های مراقبت‌های بهداشتی و زیان‌های بهره‌وری بسیار بیشتر از آمارهای موجود است. آمارها ۲۵ هزار مرگ در سال ۲۰۰۷ و پیش‌بینی‌ها افزایش ۱۵ برابری بیماری‌های ناشی از AMR را تا سال ۲۰۵۰ با ۳۹۰ هزار قربانی در اروپا تخمین می‌زنند.

آلودگی دارویی در هر قاره

در مطالعه ای که دو سال پیش منتشر شد، تیمی از دانشمندان، داده‌های بسیار نگران‌کننده‌ای را ارائه کردند. این تیم از ۱۰۵۲ مکان در امتداد ۲۵۸ رودخانه در تمام قاره‌ها نمونه‌برداری کرد.

این مطالعه شامل نمونه‌برداری از روستای یانومانی (یک قبیله بومی در منطقه آمازون در کشور ونزوئلا) بود که در آن از داروهای مدرن استفاده نمی‌شود تا آن را با برخی از پرجمعیت‌ترین شهرهای کره زمین مقایسه کنند.

این تیم تحقیقاتی، غلظت‌های دارویی تجمعی را در هر محل نمونه‌برداری به ‌عنوان مجموع باقی‌مانده‌های مواد فعال دارویی(API) محاسبه‌ شده در هر مکان خاص محاسبه کردند. سپس میانگین غلظت‌های تجمعی در تمام سایت‌ها در یک کمپین نمونه‌برداری تعیین شد.

به جز سایت‌های ایسلند (در مجموع ۱۷ سایت نمونه‌برداری) و روستای یانومامی در ونزوئلا (۳ سایت نمونه‌برداری)، حداقل یک API در همه کمپین‌های مطالعاتی شناسایی شد.

خطرات سلامتی پیپریدین برای انسان و حیوانات

پیپریدین که یک مولکول قوی است، به عنوان یک ماده اولیه در صنایع دارویی و افزودنی‌های غذایی استفاده می‌شود، به دلیل ماهیت سمی خود خطراتی برای سلامتی انسان و حیوانات دارد. از این رو، شناسایی آن بسیار مهم است.

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

محمد حموده، دانشجوی دکترای دپارتمان شیمی این دانشگاه با دکتر ایلاد سگال همکاری کرد تا با استفاده از یک میکروسکوپ یونی متمرکز برای حفر سوراخ‌هایی به اندازه نانومتر روی سطح فلز یک آشکارساز مبتنی بر پلاسمونیک بسیار حساس به اندازه یک سکه ایجاد کند.

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

پروفسور آدی سالومون، پژوهشگر ارشد در گروه شیمی و مؤسسه نانوتکنولوژی و مواد پیشرفته دپارتمان بار-ایلان گفت: ما با استفاده از سطوح فلزی با الگوی نانو تشخیص غلظت پایین پیپریدین در آب را با استفاده از اپتیک‌های مقرون ‌به ‌صرفه ممکن کردیم که راه‌حلی امیدوارکننده برای تنظیمات تحلیلی محیطی ارائه می‌دهد.

همانطور که در این مطالعه توضیح داده شد، با وجود قطبش‌پذیری نسبتاً کم پیپریدین، حساسیت بالایی حتی در هنگام استفاده از دیافراگم عددی پایین ۰.۳ مشاهده می‌شود که به پراکندگی جهتی دستگاه پلاسمونیک نسبت داده می‌شود.

بنابراین جایگزینی مقرون به صرفه برای دیافراگم عددی بالای سنتی مورد استفاده در SERS و توانایی استفاده از دستگاه رامان قابل حمل برای تجزیه و تحلیل ارزان‌تر و سریع‌تر را ارائه می‌دهد.

به عبارت دیگر، آشکارساز مبتنی بر پلاسمونیک می‌تواند به طور بالقوه انقلابی در نظارت بر محیط زیست، مانند تشخیص ضایعات دارویی ایجاد کند.

۱۴۴ میلیون استخر

در مطالعه‌ای که سه سال پیش منتشر شد، دانشمندان از آمارهای ملی برای تخمین حجم تولید، جمع‌آوری، تصفیه و استفاده مجدد فاضلاب استفاده کردند و گفتند که در سطح جهان سالانه حدود ۳۵۹ میلیارد متر مکعب فاضلاب تولید می‌شود که معادل ۱۴۴ میلیون استخر شنای استاندارد است که در حال حاضر حدود ۴۸ درصد از این آب به صورت تصفیه‌نشده رها می‌شود.

ادوارد جونز، پژوهشگر دکترا در دانشگاه اوترخت و نویسنده اصلی این مطالعه، گفت: این رقم بسیار کمتر از رقم ۸۰ درصدی است که اغلب ذکر شده است.

محمد حموده هفته آینده نوآوری خود را در کنفرانس بین‌المللی میکروسکوپ در جنوای ایتالیا ارائه خواهد کرد.