18609

۱۸۶۰۹

بهبود فرآيند سنجش در آزمايش توالي يابي دي.ان.اي درون كانال سيال

كارشناسي ارشد

مهندسي پزشكي - بيومكانيك

شهريور ۱۳۹۶

دكتر ساسان آسيائي

مكانيك

ارايه روشي براي توالي يابي مولكول دي ان اي كه بي نياز از تكنيك هاي اتصال مولكولي و همچنين كنترل سينماتيك حركت مولكولي باشد، قادر به كاهش هزينه و افزايش سرعت در توالي يابي با تسهيل فرايند انجام آزمايش توسط اپراتور است. آنزيم اگزونوكلئاز طي واكنش شيميايي قادر به جداسازي متوالي مولكول هاي نوكلئوتيد از رشته دي ان اي مي باشد. در واقع آنزيم نقش واسطه درترجمه اطلاعات بيومولكولي مربوط به توالي دي ان اي به شكل ديجيتال را ايفا ميكند. هنگامي كه واكنش آنزيمي در مجاورت سطح تراشه ساخته شده با روش هاي ريزفناوري انجام شود مولكول هاي نوكلئوتيد جدا شده، به ترتيب صحيح قابل شناسايي هستند. در اين رساله نشان خواهيم داد كه وسيله نيمه هادي با ناهمگوني متناوب در ساختار سطحي قادر به شناسايي پيوسته و زنجيره وار مولكول هاي نوكلئوتيد در جهت '5-مونوفسفات با متوسط صحت 8/99 درصد است. همچنين توانايي سنجش و شناسايي مولكول متيل شده سيتوزين از چهار پايه استاندارد سازنده دي ان اي: گوانين، آدنين، تيامين و سيتوزين در دسترس مي باشد. با رعايت شرايط اجراي آزمايش توالي يابي به صورت سازگار با كينتيك واكنش آنزيمي، و با تكيه بر اطلاعات ديجيتالي كسب شده در خروجي مي توان از تغييرات تفكيك پذير امپدانس حسگر درحين جدايش، پايه هاي دي ان اي را شناسايي و توالي يابي كرد. حصول اطلاعات ديجيتال از روند تغييرات امپدانس با قرار دادن حسگر به عنوان المان مدار درمدار الكتريكي طراحي شده ميسر مي گردد. حساسيت سنسور به قدري است كه پايه هاي مختلف در فرايند جدايش از طريق تاثير متفاوتي كه بر شدت تغييرات امپدانس مي گذارند قابل تفكيك وشناسايي اند. اين حسگر، مناسب براي تجميع با ديگر تراشه هاي ميكروالكترومكانيكي-ريزسيالاتي، جهت توالي يابي مولكول دي ان اي موجود در نمونه دلخواه بسته به كاربرد مطلوب مي باشد.

1396/12/13

3/3/2019 12:00:00 AM

A bio conjugation-free method for sequencing DNA that does not require bioconjuctae modification like fluorescent labelling and engineered mechanism for molecule translocation could reduce costs and increase sequencing speeds by facillating the assay procedure for operators. An exonuclease enzyme might be used to cleave individual nucleotide molecules from the DNA, and when coupled to surface of a microfabricated chip, these nucleotides could be identified in the correct order. Here, we show that a semiconductor device with patchwise and periodic surface heterogeneity can continuously identify unlabelled nucleoside 5’-monophosphate molecules with accuracies averaging 99.8%. Methylated cytosine can also be distinguished from the four standard DNA bases: guanine, adenine, thymine and cytosine. The operating conditions are compatible with the exonuclease, and the kinetic data show that the cleavation of each nucleotide effect the impedance of the chip which work in role of a circuit element. The sensivity is such that the different nucleotides can be distinguished by discrimination between intensity of impedance alterations. This highly accurate tool is suitable for integration into a system for sequencing nucleic acids exist in desired sample.