30 سپتامبر 2026- پژوهشگران «دانشگاه باث» موفق به ابداع کاوشگرهای مولکولی فلورسنت جدیدی شده‌اند که می‌توانند تغییرات سطح گلوکز را در بدن موجودات زنده تشخیص دهند؛ این دستاورد روش‌های نوینی را برای مشاهده عینیِ جذب قند و مطالعه دیابت، سرطان و سایر بیماری‌های متابولیک به‌صورت بلادرنگ در کل موجود زنده در اختیار دانشمندان قرار می‌دهد. یافته‌های این پژوهش در نشریه «Advanced Science» منتشر شده است.
مشاهده قند در حال فعالیت
کربوهیدرات‌هایی نظیر گلوکز، نقشی حیاتی در متابولیسم انرژی و بیماری دیابت ایفا می‌کنند، با این حال پایش دقیق آن‌ها درون بافت‌های زنده همچنان یک چالش بزرگ علمی محسوب می‌شود. تیم بین‌رشته‌ای این پژوهش، کاوشگرهای مولکولی فلورسنتی را طراحی کردند که مواد شیمیایی به نام «اسیدهای بورونیک» (که به‌طور انتخابی به قندها متصل می‌شوند) را با فناوری‌های پیشرفته تصویربرداری ترکیب می‌کند تا رفتار مولکولی درون سیستم‌های زنده قابل مشاهده باشد. این کاوشگرها قادر بودند تغییرات سطح گلوکز را هم در سلول‌های کشت‌شده و هم در ماهی گورخر (گورخرماهی) زنده تشخیص دهند.
پروفسور سوفیا آی. پاسکو، از دپارتمان شیمی دانشگاه و یکی از نویسندگان مسئول این مطالعه، می‌گوید: «مطالعۀ ما نشان می‌دهد که کاوشگرهای مصنوعیِ تشخیص‌دهنده کربوهیدرات می‌توانند فرآیندهای مرتبط با گلوکز را در موجودات زنده به‌صورت بلادرنگ پایش کنند. این گامی مهم به سوی ابزارهای نسل جدید برای بررسی اختلالات متابولیک و توسعه فناوری‌های تشخیصی دقیق است.»
پژوهشگران این کاوشگرها را با تکنیک «میکروسکوپی تصویربرداری طول عمر فلورسانس چندفوتونی (MP-FLIM)» ترکیب کردند؛ تکنیک پیشرفته‌ای که به‌جای اندازه‌گیری صرفِ روشنایی، تغییرات ظریف در «طول عمر» (مدت زمانی که یک سیگنال فلورسانس باقی می‌ماند) را اندازه می‌گیرد. این رویکرد به محققان اجازه داد تا به‌صورت بصری نقشه‌برداری کنند که کدام سلول‌ها در یک سیستم زنده، قند را جذب و مصرف می‌کنند.
تشخیص افزایش گلوکز در سیستم‌های زنده
برای آزمایش اینکه آیا این فناوری در شرایط زنده (in vivo) کار می‌کند، تیم از گورخرماهی استفاده کرد که یک موجود مدلِ پرکاربرد در تحقیقات متابولیک است. چندین کاوشگر به‌شدت در سیستم گوارشی لاروهای گورخرماهی تجمع یافتند و فلورسانس آن‌ها در پاسخ به یک چالش گلوکز خارجی تغییر کرد. آن‌ها همچنین از همین رویکرد برای تمایز موفقیت‌آمیز گورخرماهی‌های مبتلا به کمبود انسولین (که دارای جهشی شبیه دیابت بودند) از نمونه‌های سالم استفاده کردند. ماهی‌های دیابتی به دلیل سطوح بالای گلوکز، کاهش قابل‌توجهی در فلورسانس نشان دادند که توانایی این کاوشگر را در تشخیص تغییرات گلوکز درون یک موجود مهره‌دار زنده اثبات کرد.
دکتر دیوید گورویچ، نویسنده مسئول و محقق در دپارتمان علوم زیستی دانشگاه گفت: «نتایج ما نشان می‌دهد که کاوشگرهای فلورسنت مصنوعی مبتنی بر اسید بورونیک می‌توانند نوسانات گلوکز ناشی از مواجهه با قند خارجی و کمبود انسولین را در یک موجود زنده گزارش دهند. این می‌تواند راه جدیدی را برای پیوند دادن تغییرات گلوکز با اثرات بیولوژیکی بیماری‌های متابولیک و سایر بیماری‌ها به پژوهشگران ارائه دهد.»
کاربردهای آتی در دیابت و سرطان
فراتر از پایش گلوکز، پژوهشگران معتقدند این پلتفرم می‌تواند برای تشخیص سایر کربوهیدرات‌های مهم زیستی و نشانگرهای متابولیک نیز بهینه سازی شود. از آنجایی که متابولیسم غیرطبیعی کربوهیدرات از ویژگی‌های بارز بیماری‌هایی از جمله دیابت و بسیاری از سرطان‌ها است، این فناوری می‌تواند در نهایت از تشخیص زودهنگام، کشف دارو و استراتژی‌های درمان شخصی‌سازی‌شده پشتیبانی کند.
پروفسور تونی دی. جیمز، نویسنده مسئول مشترک افزود: «ما با گرد هم آوردن شیمی سوپرامولکولی، فوتونیک پیشرفته و مدل‌های بیولوژیکی، پلتفرم منعطفی برای تصویربرداری از فرآیندهای متابولیک به‌صورت بلادرنگ ایجاد کرده‌ایم. ما اکنون در حال بررسی این هستیم که چگونه می‌توان این فناوری‌ها را برای کاربردهای «درمان‌تشخیصی» و ابزارهای آینده غربالگری دارو توسعه داد.»
این پژوهش بازتاب‌دهنده همکاری بین‌رشته‌ای و بین‌المللی شامل زیست‌شناسان، فیزیکدانان و شیمیدانانی از دانشگاه باث، دانشگاه بیرمنگام، دانشگاه خودمختار مادرید، شورای تحقیقات ملی اسپانیا (CSIC) و آزمایشگاه STFC Rutherford Appletonاست.
منبع:
https://phys.org/news/2026-09-fluorescent-sensors-diabetes-action.html