شماره ركورد
30052
پديد آورنده
فرزين بيگ نژاد وجدي
عنوان
طراحي حسگر رنگسنجي آرايهاي نانوزيمي به منظور تشخيص زيست نشانگرهاي عرق در بيماري ديابت
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
رشته تحصيلي
شيمي تجزيه
سال تحصيل
1400
تاريخ دفاع
1402/07/15
استاد راهنما
دكتر روح اله زارع دورابي
استاد مشاور
دكتر خيبردشتيان
دانشكده
شيمي
چكيده
ديابت يك بيماري مزمن سوخت و سازي و يكي از مشكلات بزرگ سلامت بشر با شيوع رو به افزايش در جهان است. رديابي و تشخيص زودهنگام ديابت با پايش مستمر نشانگرهاي زيستي درون تعريق انسان به عنوان يك روش غيرتهاجمي بسيار حائز اهميت است. از اين رو در تحقيق حاضر، يك حسگر رنگسنجي آرايهاي جديدِ نانوزيمي بر پايه چارچوبهاي فلز-آلي دوفلزي سريم/آهن آلائيده شده با مس و نيكل و اصلاح شده با نانو ذرات نقره براي تشخيص نشانگرهاي زيستي اوريك اسيد، ال-تريپتوفان، استون و گلوكز معرفي شده است. خصوصيات فيزيكي و شيميايي نانوزيمهاي سنتز شده بررسي شد و نتايج تأييد كردند كه تركيبهاي تهيهشده ويژگيهاي مطلوبي براي انجام واكنشهاي كاتاليزوري دارند. از اين رو، اكسايش ردياب كروموژني 2و2-آزينو-بيس(3-اتيل بنزوتيازولين-6-سولفونيك اسيد) درحضورعامل اكسنده هيدروژن پراكسيد و نانوزيمAg/Cu/Fe-Ce-UiO-66-Fum به عنوان فعالكننده راديكال هيدروكسيل و همچنين اكسايش رديابهاي كروموژني 3و3، 5و5- تترا متيل بنزيدين، 4-آمينوآنتي پيرين و ارتوفنيلن دي آمين بر روي نانوزيم Ni/Fe-Ce-UiO-66-Fum در غياب عامل اكسنده انجام پذيرفت. نتايج حاصل نشان از توليد رنگ هاي سبز، آبي، قرمز و زرد تيره براي نانوزيمهاي تهيه شده داشت كه در حضور هركدام از گونههاي هدف، شدت رنگهاي توليدشده كاهش پيدا كرد و تغييراترنگي با استفاده از ثبت تصاوير ديجيتالي با تلفنهوشمند انجام و تحليل نتايج با استفاده از نرمافزارهاي مربوطه صورت پذيرفت. تأثير متغيرهاي عملياتي زمانپاسخ، pH، غلظت نانوزيمها، غلظت ردياب كروموژني و غلظت عامل اكسنده به منظور دستيابي به بهتريننتايج بهينه شدند و بهترين پاسخ در مقادير pH در محدوده 4/3 تا 6/4، غلظت نانوزيمها در محدوده 27/ 0 تا (w/v) % 0/5، غلظت رديابهاي كروموژني در محدوده 0/2 تا 1 ميلي مولار و غلظت عامل اكسنده (v/v) % 0/1 حاصل شد. همچنين ارقام شايستگي مطلوب از قبيل محدوده خطي مناسب 20 تا 1000 ميكرومولار براي اوريك اسيد، ال-تريپتوفان، استون و گلوكز محاسبه شد؛ كه مقادير حد تشخيص مربوطه به ترتيب 5/73، 5/90، 5/85 و 5/65 ميكرومولار محاسبه گرديد. حسگر پيشنهادي؛ گزينشپذيري، تكرارپذيري و همچنين عملكرد مطلوبي براي تشخيص گونههاي هدف در نمونه تعريق انسان از خود نشان داد و به عنوان رويكردي با پتانسيل اميدواركننده در حوزه تشخيص نشانگرهاي زيستي بيماري ديابت، پايش سلامت انسانها را با استفاده از سامانههاي مراقبت در محل گسترش ميدهد.
تاريخ ورود اطلاعات
1402/08/23
عنوان به انگليسي
Design of a nanozyme colorimetric sensor array towards detection of sweat biomarkers for diabetes disease
تاريخ بهره برداري
10/6/2024 12:00:00 AM
دانشجوي وارد كننده اطلاعات
فرزين بيگ نژادوجدي
چكيده به لاتين
Diabetes, a prevalent metabolic disorder worldwide, poses a significant public health concern. The monitoring of biomarkers in human sweat represents a promising avenue for disease identification. Among the various biomarkers that indicative of diabetes found in human sweat, glucose, L-Tryptophan, uric acid, and acetone stand out. To address this challenge, we present a novel approach in our current research: the development of a nanozyme-based colorimetric sensor array. This array is constructed using a Ce/Fe Metal Organic Framework (MOF) doped with copper and nickel, further modified with silver nanoparticles. Comprehensive characterization of the synthesized nanozymes was conducted using FT-IR, XRD, FE-SEM, TEM, EDS, and ICP-OES methods, confirming their suitability for catalytic reactions. This study focuses on the oxidation of chromogenic tracer agents, namely 3,3′,5,5′-Tetramethylbenzidine (TMB), Ortho Phenylene Diamine (OPD), 2,2′-azino bis(3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid) (ABTS), and 4-Amino antipyrine (4-AAP), with hydrogen peroxide as the oxidizing agent, in the presence of Ag/Cu/Fe-Ce-UiO-66-Fum and Ni/Fe-Ce-UiO-66-Fum nanozymes, generating distinct colors. When analytes are introduced, these colors fade, and the changes are recorded using a smartphone. Optimization of operational variables, including response time, pH (4.3 to 6.4), nanozyme concentration (0.27% to 0.5% w/v), chromogenic tracer agent concentration (0.2 to 1 mM), and oxidizing agent concentration (0.1% v/v), yielded the best results. This method exhibits a wide linear range (20 to 1000 µM) and low detection limits (5.73 µM for uric acid, 5.90 µM for L-Tryptophan, 5.85 µM for acetone, and 5.65 µM for glucose). Furthermore, it demonstrates remarkable selectivity, reproducibility, and performance when applied to human sweat samples. Our proposed colorimetric assay offers substantial promise for the detection of diabetes biomarkers and health monitoring via point-of-care systems, thereby advancing the field of human health diagnostics.
كليدواژه هاي فارسي
نانوزيم , چارچوب فلز-آلي , حسگر آرايهاي , زيست نشانگر , ديابت , اوريك اسيد , ال-تريپتوفان , استون , گلوكز
كليدواژه هاي لاتين
Nanozyme , Metal Organic Framework (MOF) , Sensor Array , Biomarker , Diabetes , Uric acid , L-Tryptophan , Acetone , Glucose
Author
Farzin Beignejad Vajdi
SuperVisor
Dr. Rouholah Zare Dorabei