21959

21959

زيست‌حسگر مبتني بر كامپوزيت گرافن-پلي‌آنيلين براي تشخيص و سنجش زيست شناساگرهاي سرطان پستان

كارشناسي ارشد

مهندسي فناوري نانو - نانو مواد

1396

1398/10/28

دكتر سيد مرتضي نقيب - دكتر علي صدر

فناوري هاي نوين

تشخيص به موقع و سريع سرطان باعث افزايش احتمال اثربخشي درمان و جلوگيري از بروز شديد بيماري خواهد شد. اصلي‌ترين چالش در حوزه تشخيص سرطان، تشخيص به موقع، سريع و ارزان بيماري است. يكي از روش‌هاي تشخيصي سرطان استفاده از روش‌هاي تشخيصي‌، تشخيص در محل (POC) است كه براي غربال جمعيت افراد و تشخيص اوليه مورد توجه است. در اين پژوهش هدف طراحي پلتفرم تشخيصي POC براي سرطان پستان است كه بتواند با دقت قابل قبول در زماني كوتاه و با هزينه‌ي پايين به صورت مثبت و منفي به مبتلا بودن بيمار پاسخ دهد. در اين پژوهش در ابتدا استريپي ارزان قيمت و تكرارپذير مبتني بر تكنولوژي PCB و لايه‌نشاني اسپاترينگ طراحي و مورد تست قرار گرفت، سپس با استفاده از روش تاگوچي پلتفرم بيوسنسوري مبتني بر گرافن و پلي آنيلين براي اهداف تشيخيصي سلولي و مولكولي مورد بهينه‌سازي قرار گرفت. پس از ساخت بيوسنسور گرافن – پلي آنلين مبتني بر استريپ PCB اين پلتفرم در سنجش سلول‌هاي سرطاني پستان HER2+ با كمك آنتي‌بادي Trastuzumab و سنجش آسكوربيك اسيد مورد بررسي قرار گرفت. به طور خلاصه در بخش ساخت SPE، پايداري بالا و قابليت استفاده از الكترود در شرايط و كاربردهاي مختلف و مشخصات فني قابل‌توجه همچون پنجره ولتاژي وسيع و بهره‌ي جرياني عالي در كنار قيمت پايين و مراحل ساخت آسان و تكرارپذير، قابل‌توجه‌اند. در بخش ساخت پلتفرم بيوسنسوري مبتني بر PCB مي‌توان به تشخيص سلول‌هاي سرطاني با بازه خطي 10 تا 200 سلول و حد تشخيص 2 سلول و سنجش آسكوربيك اسيد با حد تشخيص 10 ميكرو مولار اشاره نمود. نتايج حاصل از مراحل ساخت و مشخصه‌يابي نشان از پياده‌سازي موفقيت آميز پلتفرم الكتروشيميايي براي كاربري POC (تشخيص اوليه در محل) مبتني بر تكنولوژي PCB است. اين پلتفرم با توجه قابليت آماده سازي آسان و ارزان مي‌تواند به راحتي براي تشخيص اوليه و غربال ارزان قيمت جمعيت‌هاي بزرگ مورد استفاده قرار گيرد. اين پلتفرم همچنين پتانسيل سفارشي‌سازي براي ديگر بيماري‌ها و بيوماركرها را دارد.

1399/02/29

Electrochemical Biosensor Based on Graphene-Polyaniline Composite for Breast Cancer Biomarker Detection

1/17/2021 12:00:00 AM

Background: Early detection of cancer will increase the probability of treatment effectiveness and prevent severe disease. The main challenges of cancer diagnosis are speed, cost, and accuracy. One of the diagnostic methods of cancer is the use of Point-of-care (POC) method that can be used to screen a population for initial diagnosis. The purpose of this study is to design a POC diagnostic platform for breast cancer that could respond either positively or negatively to a patient with precise accuracy in a short time and at low cost. Material and methods: In this study, first, a cheap and reproducible screen-printed electrode based on Printed circuit board (PCB) technology and physical vapor deposition was designed and tested, then using the Taguchi method optimized the graphene-based biosensor platform for cellular biomarkers and molecular detection. Following the development of PCB-based graphene-polyaniline biosensor, this platform was evaluated in HER2 + breast cancer cells using the Trastuzumab antibody and ascorbic acid assay. Results: Briefly, in the screen-printed electrode fabrication section, higher stability, good potential for using in variety of applications, and providing unique technical properties (e.g., wide working voltage window and high current gain), as well as, low cost and uncomplicated method fabrication are noteworthy. In the PCB-based biosensor platform fabrication, we detected cancer cells with linear range between 10 to 200 cells and ascorbic acid with 10 uM detection limit. Conclusions: The outcome of the fabrication and characterization steps indicates the successful implementation of the electrochemical platform for Point of Care diagnostic based on PCB technology. Due to its accessible and inexpensive preparation capability, this platform can be easily used for early detection and inexpensive screening of large populations. The platform also has the potential to be customized for other diseases and biomarkers.