31041

طراحي و ساخت زيست‌حسگر فيبرنوري نازك‌شده براي آشكارسازي ژن 18s rRNA

كارشناسي ارشد

فوتونيك- فوتونيك

1400

1403/1/25

محمد واحدي - امير موسوي

ندارم

فيزيك

در دهه‌هاي گذشته تشخيص موجودات زنده كه در سطح گياهان و جانوران وجود دارند به ويژه موجوداتي كه مضر و بيماري‌زا هستند از اهميت زيادي برخوردار است به همين دليل به ابزارهايي نياز است تا اين مواد را شناسايي كنند. روش‌هاي تشخيصي متفاوتي وجود دارد ولي روش PCR و زيست‌حسگر نسبت به ساير روش‌ها مناسب‌تر و دقيق‌تر هستند و براي تشخيص و شناسايي DNA، باكتري‌ها و ويروس‌ها و... استفاده مي‌شوند. زيست‌حسگرها نسبت به آزمايش PCR دقيق‌تر و ارزان‌تر هستند. براي ايجاد نتايج مطمئن از آزمايش‌هاي تشخيصي از جمله PCR از ژن‌هاي مرجع استفاده مي‌شود. اين ژن‌ها پايدار هستند و تعداد نسخه‌هاي ثابتي دارند. ژن rRNA S18يك نمونه از اين ژن‌هاي مرجع است. حسگرهاي فيبرنوري در دهه‌هاي گذشته پيشرفت قابل توجهي در زمينه زيست‌حسگرها داشته‌اند و يكي از محبوب‌ترين اين نوع حسگرها، حسگرهاي فيبرنوري نازك‌شده هستند. همچنين به دليل مزايايي مانند دقت بالا در اندازه‌گيري، قابليت استفاده در محيط‌هاي مختلف بدون ايجاد اختلال در سيستم مورد بررسي، ارزان‌بودن و... مورد توجه بسيار قرار گرفته‌اند. اين پايان‌نامه به معرفي و ساخت زيست‌حسگر فيبرنوري نازك‌شده ولايه‌نشاني بر روي آن براي آشكارسازي ژن S rRNA18مي‌پردازد. با تزريق بافر PBS، غلظت‌هاي مختلف پروب موردنظر، DNA هدف تصادفي و DNA هدف موردنظر با استفاده از دستگاه تحليل‌گر طيف‌نوري (OSA) و چشمه پهن‌باند، طيف خروجي زيست‌حسگر فيبرنوري نازك‌شده بعد از تزريق هركدام از مواد گفته‌شده گرفته مي‌شود و اثر تغيير و جابه‌جايي طيف خروجي در حضور مواد گفته‌شده مورد بررسي و مورد مقايسه قرار مي‌گيرد. طبق نتايج آزمايش، تثبيت پروب و به دنبال آن DNA هدف موردنظر روي سطح فيبرنوري نازك‌شده با موفقيت انجام شده‌است و زيست‌حسگر ساخته‌شده توانسته است، ژن S rRNA18 را آشكارسازي كند. همچنين نشان داده شد كه زيست‌حسگر ساخته‌شده يك زيست‌حسگر اختصاصي است. ميزان حساسيت مربوط به زيست‌حسگر ساخته‌شده بعد از تزريق DNA هدف 1208×10-4/8 نانومتر / ميكرومولار محاسبه شده‌است. زيست‌حسگر ساخته‌شده مي‌تواند به عنوان يك سيستم دقيق، حساس و ارزان براي شناسايي موجودات زنده و يا اجزاء وابسته به آن‌ها استفاده شود.

1403/04/18

Design and construction tapered fiber optic sensor for detection of 18S rRNA

1/1/1900 12:00:00 AM

In the past decades, the detection of living organisms that exist on the surface of plants and animals, especially those that are harmful and pathogenic, is of great importance, for this reason, tools are needed to identify these substances. There are different methods, but the PCR method and biosensor are more suitable and accurate than other methods and are used to detect and identify DNA, bacteria, viruses, etc. Biosensors are more accurate and cheaper than PCR testing. Reference genes are used to generate reliable results from diagnostic tests, including PCR. These genes are stable and have a fixed number of copies. 18S rRNA gene is an example of these reference genes. Fiber optic sensors have made significant progress in the field of biosensors in the past decades, and one of the most popular types of sensors are tapered fiber optic sensors. Also, due to advantages such as high accuracy in measurement, the ability to use different environments without disturbing the system under investigation, cheapness, etc., they have received a lot of attention. This thesis deals with the introduction and construction of the tapered fiber optic biosensor for the detection of 18S rRNA gene. By injecting PBS buffer, different concentrations of the desired probe, random target DNA, and the desired target DNA using a spectrophotometer (OSA) and a broadband source, the output spectrum of the tapered fiber optic biosensor is taken after the injection of each of the said materials, and the effect of change and displacement The output spectrum is examined and compared in the presence of said materials. According to the results of the experiment, the fixation of the probe followed by the target DNA on the tapered fiber optic surface and the tapered fiber optic biosensor has been successfully made and the biosensor has been able to detect the 18S rRNA gene. Also, the manufactured biosensor, because the amount of its spectrum shift, after the injection of random target DNA was 0.24 nm, and this value is very small compared to the maximum amount of shift of its spectrum, which was 8.12 nm, which was created after the injection of target DNA, is a biosensor. It is exclusive. The sensitivity of the biosensor made after the injection of target DNA 8.1208 ×10^(-4)nm/μM has been calculated. The developed biosensor can be used as an accurate, sensitive and cheap system to identify living organisms or their dependent components.

فيبرنوري نازك‌شده , زيست‌حسگر , ژن 18S rRNA , آشكارسازي

tapered fiber optic , Biosensor , 18S rRNA , detection

Raana Doostmohammadi

Dr. Mohammad Vahedi