عنوان پایان‌نامه
بررسی امکان توالی یابی الیگونوکلئوتیدهای DNA با تکنیک طیف بینی تشدید پلاسمون موضعی سطح
- رشته تحصیلی
- بیوفیزیک
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکز تحقیقات بیوشیمی و بیوفیزیک شماره ثبت: 11056ب;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 54090
- تاریخ دفاع
- ۲۰ تیر ۱۳۹۰
- دانشجو
- کاوش زندسلیمی
- استاد راهنما
- حمید مباشری
- چکیده
- از تکنیک طیف سنجی تشدید پلاسمون سطحی جایگزیده در تشخیص و تمایز هوموالیگونوکلوتیدهای تک‌‌رشته‌ی DNA استفاده شد. برای این منظور، نانوذرات نقره، طلا و ترکیب نقره - طلا بر بسترهای شیشه، کوارتز، لایه نازک کربنی و نانولوله‌ی کربنی به کار گرفته شد. این نانوساختارها به روش لایه نشانی همزمان کندوپاش پلاسمای امواج رادیویی و انباشت بخار شیمیایی تهیه و پس از گذراندن تست‌های اولیه، خواص حس‌گری آن‌ها بهینه شد. به منظور تعیین اثرات تک‌رشته‌های DNA بر موقعیت و ارتفاع قله‌های پلاسمون سطحی جایگزیده‌ی نانوساختارها، طیف سنجی‌ها در ناحیه مرئی - فرابنفش انجام شد. به علاوه، شبیه‌سازی دینامیک مولکولی پرایمرها دو نانو ثانیه در غیاب نانوذرات و یک نانو ثانیه در حضور آن‌ها با استفاده از بسته‌ی نرم‌افزاری GROMACS 4.5.4 انجام شد تا از این طریق بتوان به جزئیات اتمی فرایند خود تجمعی نانوکامپوزیت‌های متشکل از تک رشته‌های DNA و نانوذرات طلا/نقره پی برد. نانوذرات نقره قادر به تشخیص غلظت میکرومولار محلول‌های آبی پرایمرها، شامل ssdA10، ssdC10، ssdG10 و ssdT10، در کمتر از دو ساعت بودند. هم‌چنین امکان تمایز انواع مختلف پرایمرها از یکدیگر فراهم شد، چرا که هر پرایمر اثرات ویژه و منحصر به فردی بر طیف‌های LSPR نانوساختارها بر جای می‌گذارد. از دیگر سو، نتایج حاصل از شبیه‌سازی دینامیک مولکولی، ساختارهای حدواسط در فرآیند جذب و تغییرات ساختاری و انرژتیک پرایمرهای DNA را قبل و بعد از جذب آن‌ها بر روی سطوح مورد مطالعه به خوبی نمایان ساخت. به‌علاوه، با استفاده از مدل DLVO عوامل موثر در تغییرات انرژی اندرکنش لینارد - جونز بین پرایمرها و سطوح مورد بررسی تبیین شد و نشان داده شد که با استفاده از تغییرات پارامترهای ساختاری تک رشته‌های DNA، شامل شعاع ژیراسیون و فاصله پرایمرها از سطح، می‌توان به منشا تغییرات این انرژی پی برد.
- Abstract
- Localized Surface Plasmon Resonance Spectroscopy (LSPRS) has been used to detect and distinguish between ssDNA homo-oligonuleotides. To do this, Ag, Au and Au@Ag nanoparticles on glass, quartz, carbon thin film and Carbon Nano-Tubes (CNT) are exploited. These nanostructures were fabricated by the use of RF-PECVD and PECVD co-deposition method, and their sensory capabilities were optimized. In order to monitor the effects of ssDNAs on the position and height of nanostructures? LSPR peaks, we used a UV-Visible Spectrophotometer. Futhermoere, Molecular Dynamics Simulations of primers were also performed at 2 nano seconds without nanoparticles and 1 nano second in their presence by the use of GROMACS 4.5.4 package to obtain atomistic details of the self-assembly of ssDNAs-au/ag nanocomposites. Silver nanoparticles were able to detect micromolar concentrations of primers? aqueous solutions, ssdA10, ssdC10, ssdG10 and ssdT10, in less than two hours. We also were able to detect different types of primers from each other because each one of them exerted special and unique effects on the LSPR spectra of nanostructures. On the other hand, results obtained from Molecular Dynamics Simulations revealed the intermediate stuctures and their structural and energetic changes before and after the absorption process. We also demonstrated that the Lennard-Jones potential energy changes during the process can be described accurately by the DLVO theory according to primers? structural parameters including radius of Gyration and primers? distances from the surface
