23564

طراحي و ساخت نانو زيست حسگر الكتروشيميايي جهت تشخيص زيست نشانگر عفونت دهانه رحم (HPV)

كارشناسي ارشد

شيمي تجزيه

1396-1399

1399/6/31

دكتر علي غفاري نژاد

شيمي

در سال¬هاي اخير زيست حسگرها، به عنوان وسيله اي جهت تشخيص بيماري¬هاي مختلف به¬خصوص انواع سرطان¬ توجه زيادي را به خود معطوف كرده¬اند. در طراحي زيست حسگر¬ها از گيرنده هاي زيستي براي تشخيص عوامل بيماري زا، نظير آنتي بادي، DNA، RNA و آپتامر استفاده مي شود. باتوجه به نقش اين موارد در افزايش بيان عوامل بيماري زاي مرتبط با انواع مختلف سرطان و همچنين حضورشان در بخش¬هاي مختلف بدن به ويژه مايعات بدن، مانند خون، سرم، عرق، ادرار و بزاق، اين مولكول¬ها تبديل به زيست نشانگر-هاي قابل اعتمادي جهت تشخيص انواع مختلف بيماري شده اند. عفونت دهانه رحم با نزديك به صد درصد سرطان¬هاي رحم در ارتباط است. اين بيماري بيش از 200 نوع مختلف دارد. دو نوع پرخطر اين بيماري نوع 16 و 18 هستند كه به تنهايي باعث بروز70 درصد از سرطان دهانه رحم و ضايعات پيش از سرطان دهانه رحم مي شوند. در اين پايان نامه يك زيست حسگر الكتروشيميايي جهت سنجش 16-HPV به عنوان زيست نشانگر عفونت نوع 16 طراحي و جهت غربالگري سرطان دهانه رحم استفاده شده است. براي آماده سازي زيست حسگر از صفحات ارزان قيمت گرافيت استفاده شد. اين صفحات توسط نانو لوله¬هاي كربني تك جداره، نانو ساختار¬هاي دندانه¬اي نقره(Ag-Den) و همچنين نانو ذرات پليمر پلي پيرول اصلاح شدند. سپس با استفاده از روش تك لايه هاي خودسامان براي نشاندن پروب ضبط 16-HPV و تشخيص توالي هدف 16- HPV و افزايش گزينش پذيري پاسخ الكترود استفاده شد. الكترود ساخته شده توسط تكنيك هاي ميكروسكوپ الكتروني روبشي (SEM)، ميكروسكوپ نيروي اتمي (AFM)، طيف سنجي مادون قرمز تبديل فوريه (FTIR) و پراش انرژي اشعه ايكس (EDX) مورد بررسي و مشخصه يابي قرار گرفت. سپس از اين زيست حسگر براي سنجش مولكول هدف توسط تكنيك ولتامتري پالس تفاضلي در محلول نمك بافر فسفات (4/7 = pH) و در حضور زوج اكسايش_كاهش Fe(CN)63-/4 – استفاده شد. زيست حسگر ساخته شده داراي محدوده خطي بسيار وسيع از 6-10 تا 18- 10 مولار با حد تشخيص 18- 10 مولار مي باشد.

1400/02/28

Design and fabrication of an electrochemical nano-biosensor for detection of cervical infection (HPV) biomarker

9/22/2021 12:00:00 AM

In recent years, biosensors have attracted a lot of attention to diagnosing various diseases, especially cancers. In design of biosensors, bio receptors are used to detect pathogens factors, such as antibodies, DNA, RNA, aptamer, and etc. Due to the role of these cases in increasing the expression of pathogens factors associated with different types of cancer and also their presence in different parts of the body, especially body liquids such as blood, serum, sweat, urine and saliva, these molecules have become biomarkers. They have become reliable for diagnosing different types of diseases. The human papillomavirus (HPV) is related to near one hundred percent of cervical cancer. more than 200 types of this virus have introduced but the most common dangerous are the HPV-16 and 18 which are classified as the hrHPV (high-risk human papillomavirus). This two HPV types (16 and 18) cause 70percent of cervical cancers and pre-cancerous cervical lesions. In this study, an electrochemical biosensor was designed to measure HPV-16 as a marker of type 16 infection and to screen for cervical cancer. To prepare the biosensor the inexpensive graphite sheets (GS) was used. These plates were modified by single-walled carbon nanotubes, silver-dendrite nanostructures, and polypyrrole polymer nanoparticles. Then, a self-assembled monolayer (SAM) method was used to insert a HPV-16 capture probe and detect the HPV-16 target sequence and increase the selectivity of the electrode response. The electrode was examined and characterized by electron scanning microscopy (SEM), atomic force microscopy (AFM), Fourier transform infrared (FTIR) spectroscopy and X-ray energy dispersive (EDX) techniques. Then, the biosensor was used to measure the target molecule by differential pulse voltammetry technique in phosphate buffer salt solution (pH = 7.4) in the presence of Fe(CN)63-/4 redox prob. The proposed biosensor has a very wide linear range from 10-6 to 10 -18 M with a detection limit of 10-18 M.

سرطان دهانه رحم ;Ag-Den ;HPV-16 ;ولتامتري پالس تفاضلي؛ صفحه گرافيت؛ نانو لوله¬هاي كربني تك جداره؛ پلي پيرول; صفحات ارزان قيمت گرافيت

Cervical cancer; HPV-16 ;Ag-Den; Differential pulse voltammetry; Disposable graphite plate electrode ; Single wall carbon nanotube; Polypyrrole