شماره ركورد
34914
پديد آورنده
نيوشا شيشه گري
عنوان
طراحي نانوكامپوزيتهاي بر پايه چارچوبهاي فلز-آلي اصلاح شده با مواد كربني و نانوذرات فلزي به منظور استفاده در نانوژنوحسگر تشخيصي SARS-CoV-2
مقطع تحصيلي
دكتري
رشته تحصيلي
شيمي معدني
سال تحصيل
1397
تاريخ دفاع
1405/02/14
استاد راهنما
دكتر آزاده تجردي، دكتر اسكندر اميدي نيا
استاد مشاور
ندارد
دانشكده
شيمي
چكيده
اين رساله به توسعه و ارزيابي دو نانوژنوحسگر نوين براي شناسايي حساس و گزينشپذير تواليهاي ژنومي ويروس SARS-CoV-2 اختصاص دارد. نخستين نانوژنوحسگر به¬منظور شناسايي RdRp ويروس SARS-CoV-2 طراحي شده است كه بر پايهي الكترود اصلاحشده قلع اكسيد فلوئوردار (FTO) با نانوكامپوزيت متشكل از گرافن اكسيد كاهشيافته آلاييده¬شده با گوگرد(S-rGO) ، نانوساختارهاي دندريتيشكل پالاديم (den-PdNS) و چارچوب فلز–آلي بر پايه فلز سريم (Ce-MOF) است. نانوژنوحسگر ساختهشده داراي حد تشخيص (LOD) قابلتوجهي معادل fM 2/0، حساسيت مناسب μA.cm-2067/10و دامنه خطي گستردهاي از μM10 تا fM 10 براي غلظت ژن RdRp ويروس SARS-CoV-2 است. نتايج حاصل از عملكرد نانوژنوحسگر در نمونه¬ي بزاق انساني، بازيابي مابين 93 تا 104% را نشان داد.
دومين نانوژنوحسگر بهمنظور شناساييN-gene بر پايهي الكترود FTO اصلاحشده با نانوكامپوزيت متشكل از گرافن اكسيد كاهشيافته آلاييده شده با نيتروژن (N-rGO)، نانوساختارهاي دندريتيشكل طلا (den-AuNS) و زيستچارچوب فلز-آلي بر پايه فلز زيركونيم MIP-202(Zr) طراحي شده است. بستر نانوژنوحسگر توسعهيافته براي شناسايي N-gene ويروس SARS-CoV-2 در دامنه غلظتي بين μM10 تا fM 10 مورد ارزيابي قرار گرفت و حساسيت بسيار بالايي برابر با μA.cm-2 18/24 و حد تشخيص fM 67/0 از خود نشان داد. همچنين ، از عملكرد نانوژنوحسگر در نمونه¬ي بزاق انساني، بازيابي¬ مابين 104 تا 108⁒ به دست آمد.
هر دو نانوژنوحسگر طراحيشده حساسيت، گزينش پذيري و پايداري قابلتوجهي از خود نشان دادند كه اين امر بهواسطهي بهكارگيري نانوساختارهاي مهندسيشده در بستر الكترودي حاصل شده است. گزينشپذيري، تكثيرپذيري، تكرارپذيري و پايداري بلندمدت هر دو زيستحسگر بهطور جامع ارزيابي شد و نتايج، قابليت اطمينان آنها را براي كاربردهاي تشخيصي عملي تأييد كرد. افزون بر اين، مطالعات اعتبارسنجي با استفاده از نمونههاي باليني، از جمله بزاق انسان، كارايي اين زيستحسگرها را در شناسايي SARS-CoV-2 در غلظتهاي بسيار پايين تاييد نمود.
نتايج اين رساله نشاندهنده پتانسيل فناوري نانوژنوحسگرها بهعنوان ابزاري سريع، غيرتهاجمي و بسيار حساس براي تشخيص COVID-19 است. اين پيشرفتها نقش مهمي در توسعه سامانههاي زيستحسگري كارآمد و در دسترس براي مديريت همهگيريها و شناسايي ويروسهاي نوظهور ايفا ميكنند.
تاريخ ورود اطلاعات
1405/03/16
عنوان به انگليسي
Design of Nanocomposites Based on Metal–Organic Frameworks Modified with Carbon Materials and Metallic Nanoparticles for Application in a SARS CoV 2 Diagnostic Nano-genosensor
تاريخ بهره برداري
5/4/2027 12:00:00 AM
دانشجوي وارد كننده اطلاعات
نيوشا شيشه گري
چكيده به لاتين
This study is devoted to the development and evaluation of two novel nanogenosensors for the sensitive and selective detection of genomic sequences of the SARS CoV 2 virus. The first nanogenosensor was designed for the detection of the RdRp gene of SARS CoV 2, based on a fluorine doped tin oxide (FTO) modified electrode with a nanocomposite consisting of sul-fur doped reduced graphene oxide (S rGO), dendritic palladium nanostructures (den PdNS), and a cerium based metal–organic framework (Ce MOF). The fabricated nanogenosensor exhibited a remarkable limit of detection (LOD) of 0.2 fM, an appropriate sensitivity of 67.10 μA cm-2, and a wide linear range from 10 fM to 10 μM for the concentration of the RdRp gene of SARS CoV 2. The results obtained from the performance of the nanogenosensor in human saliva samples showed a recovery between 93 and 104 ⁒.
The second nanogenosensor was designed for the detection of the N gene based on an FTO elec-trode modified with a nanocomposite composed of nitrogen doped reduced graphene oxide (N rGO), dendritic gold nanostructures (den AuNS), and a zirconium based metal–organic framework, MIP 202(Zr). The developed nanogenosensor platform for the detection of the SARS CoV 2 N gene was evaluated within a concentration range from 10 fM to 10 μM and demonstrated a very high sensitivity of 24.18 μA cm-2 and a limit of detection of 0.67 fM. Fur-thermore, the performance of the nanogenosensor in human saliva samples resulted in a recovery between 104 and 108 ⁒.
Both designed nanogenosensors showed remarkable sensitivity, selectivity, and stability, which was achieved through the incorporation of engineered nanostructures in the electrode platform. The selectivity, reproducibility, repeatability, and long term stability of both biosensors were comprehensively evaluated, and the results confirmed their reliability for practical diagnostic ap-plications. In addition, validation studies using clinical samples, including human saliva, con-firmed the efficiency of these biosensors in detecting SARS CoV 2 at very low concentrations.
The results of this study demonstrate the potential of nanogenosensor technology as a rapid, non invasive, and highly sensitive tool for the detection of COVID 19. These advancements play an important role in the development of efficient and accessible biosensing systems for pandemic management and the detection of emerging viruses.
كليدواژه هاي فارسي
زيستحسگر الكتروشيميايي , سارس-كوو-2 , كوويد-19 , نانو مواد كربني , نانو ساختار دندريتي فلزي , چارچوب¬ فلز-آلي
كليدواژه هاي لاتين
Electrochemical biosensor , SARS-CoV-2 , COVID-19 , Carbon-based nanomaterials , Metallic dendritic nanostructures , Metal-organic framework
Author
Niusha Shishegari
SuperVisor
Azadeh Tadjarodi, Eskandar Omidinia