رونمایی از ۲ نانوکیت تشخیصی بیوتکنولوژی کشاورزی در البرز

همزمان با هفته گرامیداشت دولت، ۲ دستاورد فناوری نانو با نانوکیت های تشخیصی در حوزه کشاورزی روز شنبه در پژوهشگاه بیوتکنولوژی کشاورزی ایران واقع در استان البرز رونمایی شد.

آیین رونمایی از نانوکیت پیشرفته تشخیص آلودگی های نیترات و نیتریت محصولات کشاورزی و کیت تشخیص بصری، سریع و ارزان آمونیاک حوضچه‌های پرورش ماهی با حضور معاون وزیر جهاد کشاورزی و رییس سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، معاون امور زراعت وزیر جهاد کشاورزی در پژوهشگاه بیوتکنولوژی برگزار شد.
کیت رنگ سنجی اختراعی عضو هیات ‌علمی پژوهشگاه بیوتکنولوژی کشاورزی برپایه نانوذرات طلا ساخته شده است و امکان تشخیص دقیق و سریع آلودگی‌های نیترات و نیتریت محصولات کشاورزی را فراهم می‌کند.
فروغ قاسمی، عضو هیات علمی بخش تحقیقات نانوتکنولوژی پژوهشگاه بیوتکنولوژی کشاورزی و مخترع کیت پیشرفته تشخیص آلودگی های نیترات و نیتریت محصولات کشاورزی در توضیح دستاورد علمی خود گفت: نیتریت که در واکنش با اسیدهای آمینه به ترکیبات سمی و سرطان‌زای نیتروزآمین تبدیل می‌شود، علی‌رغم مفید بودن در سطوح کم در غلظتهای بالا، اثرات بسیار نامطلوبی بر محیط زیست، سلامت انسان و دیگر موجودات زنده دارد.
وی ادامه داد: نیتریت به عنوان عامل بیماری متهموگلوبینمیا در اطفال شناخته شده و دریافت غلظت بالای نیتریت و نیترات در دوران بارداری احتمال بروز نقص عضو در نوزادان را افزایش می‌دهد.
غلظت بالای نیتریت و نیترات در دام‌ها باعث سقط جنین، کاهش تولید شیر و مرگ دام و در منابع آبی منجر به پدیده یوتریفیکاسیون و در پی آن مرگ آبزیان می‌شود ، از این رو، کنترل دقیق، سریع و در محل نیتریت جهت نظارت بر سلامت تولیدات کشاورزی و مواد غذایی بسیار مهم است.
وی با بیان این که نیتریت از نظر شیمیایی ناپایدار بوده و لذا باید از روشی استفاده کرد که امکان تشخیص سریع و در محل آن را فراهم کند، گفت: روش‌های آزمایشگاهی با وجود حساسیت بالا به دلیل گران بودن، زمانبر بودن و نیاز به اپراتور آموزش دیده، چندان رضایت بخش نیستند.
از طرف دیگر، حسگرهای موجود بر اساس تغییر در شدت یک رنگ می‌باشند که تشخیص چشمی را دشوار می‌سازد؛ بنابراین لازم است روش‌های ساده، کم هزینه، دارای حساسیت ذاتی بالا و با قابلیت پاسخ سریع و با کاربری آسان گسترش یابند.
عضو هیات علمی پژوهشگاه بیوتکنولوژی کشاورزی با بیان این که روش‌های رنگ‌سنجی مبتنی بر نانوذرات پلاسمونیک به ویژه نانومیله‌های طلا به دلیل ویژگی های مطلوب شیمیایی و نوری نسبت به روش های دیگر برتری دارند،خاطرنشان کرد: حسگر طراحی شده در این اختراع بر اساس برهمکنش نانوحسگر پلاسمونی و نیتریت عمل می‌کند که به صورت تغییر رنگ و طیف، تشخیص کیفی و کمی یون نیتریت را میسر می‌کند.
در این اختراع از نانوذرات طلا با ساختار میله‌ ای شکل به عنوان عنصر شناساگر و از اکسیداسیون نانوذرات به عنوان مکانیسم سنجش استفاده شده است.
وی اندازه‌گیری نیتریت در دمای اتاق، تشخیص چشمی نیتریت جهت کاربردهای در محل، غیرتجمعی بودن حسگر و عدم نیاز به برچسب‌گذاری نانوذرات، کاربری آسان و بدون نیاز به دستگاه‌های پیشرفته، عدم استفاده از واکنشگرهای سمی و قابلیت تشخیص رنگ‌سنجی نیترات بعد از احیا به نیتریت را از جمله مزایای فناوری ارائه شده عنوان کرد.
به گفته قاسمی، تشخیص کیفی بر اساس مشاهده گستره وسیعی از رنگ‌ها شامل قهوه ای، سبز، آبی، بنفش، صورتی و آبی است؛ بنابراین این امکان وجود دارد که با چشم غیرمسلح و در محل از مقادیر نیتریت در نمونه های حقیقی مطلع شویم.
تشخیص کمی نیز بر اساس طیف های اسپکتروفتومتری و با استفاده از منحنی کالیبراسیون است.
وی با بیان این که کارایی عملی حسگر توسعه یافته در تعیین نیتریت و نیترات در نمونه های آب، عصاره خاک و محصولات غذایی تأیید و کیت ساخته شده بر این اساس به عنوان اختراع ثبت شده است، تصریح کرد: روش جدید پیشنهادی به عنوان یک روش مناسب و قابل رقابت با سایر روش های اندازه گیری نیتریت – نیترات معرفی شده است.
عضو هیات علمی پژوهشگاه بیوتکنولوژی کشاورزی در ادامه به طراحی و ساخت کیت رنگ سنجی بر پایه نانوذرات پلاسمونی اشاره کرد که با قابلیت تشخیص بصری، سریع و ارزان آمونیاک محلول در آب شد که کمک موثری به کاهش هزینه و افزایش تولید مزارع پرورش ماهیان خاویاری و قزل آلا می کند.
قاسمی با اشاره به هزینه‌های سنگین ناشی از مرگ آبزیان در اثر آلودگی آمونیاک با توجه به تولید سالانه ۵۰۰ هزار تن آبزی در کشور در تبیین اهمیت اندازه گیری آمونیاک محلول در آب گفت: آمونیاک محلول در آب یکی از عمده پارامترهای بحرانی در مدیریت حوضچه های پرورش متراکم و فوق متراکم ماهیان خاویاری است که با وجود توسعه سیستم های مداربسته، متراکم و فوق متراکم پرورش ماهیان خاویاری و البته ماهی قزل آلای رنگین کمان در استان های مختلف کشور، پرورش دهندگان ماهی تمایل چندانی به پایش این پارامتر مهم ندارند چون هر تست اندازه گیری آمونیاک از هر نمونه آب حدود ۷۰ هزار تومان هزینه در پی دارد.
وی با بیان این که علت بالا بودن هزینه تست آمونیاک، استفاده از کیت‌های مبتنی بر آنزیم است که هم هزینه کیت را بالا برده و هم شرایط نگهداری کیت را محدود می‌کند، خاطرنشان کرد: روش های موجود اندازه گیری آمونیاک، پیچیده و مستلزم تجهیزاتی با قیمت حدود ۲۰ میلیون تومان برای فراهم کردن شرایط آزمایشگاهی فوتومتری و بهره‌گیری از اپراتور متخصص است که همین مساله اندازه گیری پارامترهای بحرانی در صنعت پرورش ماهی متراکم و فوق متراکم در کشور را با چالش مواجه کرده است.
روش استاندارد ملی اسپکتروفتومتری برپایه واکنش نسلر هم از واکنشگر بسیار سمی جیوه استفاده می‌کند.
به گفته قاسمی، تشخیص چشمی و کاربری آسان، عدم نیاز به واکنشگرهای سمی و نیروی متخصص از مزایای کیت رنگ سنجی آمونیاک ساخته شده است که بر پایه نانو ذرات پلاسمونی عمل می کند.
عضو هیات علمی پژوهشگاه بیوتکنولوژی کشاورزی با تاکید بر این که مدیریت میزان آمونیاک محلول در آب که عاملی محدود کننده برای رشد و تولید ماهی است، اثر مهمی در افزایش تولید آبزی پروری خواهد داشت، تصریح کرد که کیت رنگ سنجی آمونیاک که توسط وی طراحی شده در ادامه پروژه در اختیار موسسه تحقیقات بین المللی تاسماهیان دریای خزر قرار می گیرد تا کارایی آن در کنترل آمونیاک موجود در آب حوضچه های پرورش ماهیان خاوریاری به دقت ارزیابی و تایید شود.