عنوان پایان‌نامه
برسی انواع تخلخل روی بستر سیلیکن برای بهینه سازی اندازه گیری استئوکلسین
- رشته تحصیلی
- مهندسی بافت
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 65648;کتابخانه دانشکده علوم و فنون نوین شماره ثبت: 140
- تاریخ دفاع
- ۰۹ شهریور ۱۳۹۳
- دانشجو
- هادی داودی
- استاد راهنما
- فرشته رحیمی, جواد محمد نژاد آروق
- چکیده
- استئوکلسین یک پروتئین مهم استخوانی است که در تحقیقات بالینی به عنوان یک نشانگر سوخت و ساز استخوان استفاده می‌شود، در حالی که بررسی بیان ژن آن به عنوان شاخصی از فنوتیپ استخوان و استخوان‌سازی در شرایط آزمایشگاهی در مهندسی بافت بهره گرفته شده است. روشهای معمول اندازه‌گیری استئوکلسین عبارتند از رادیوایمونواسی و ایمونواسی آنزیمی. سیلیکن متخلخل به علت دارا بودن نسبت سطح به حجم بسیار زیاد، می‌تواند جایگزین مناسبی برای بسترهای پلی‌استیرنی موجود در این روشها باشد. زیرا می‌توان به حساسیت بسیار زیاد برای بیومارکر رسید و از طرف دیگر مصرف آنتی‌بادی استئوکلسین و آنتی‌ژن استئوکلسین را که قیمت بالایی دارد، تا مقدار زیادی کاهش داد. در این تحقیق ابتدا به روش الکتروشیمیایی بر روی ویفرهای سیلیکن نوع p تخلخل ایجاد شد. برای تهیه محلول الکترولیت از دو نوع حلال متانول و دی‌متیل‌فورمامید استفاده شد. تصاویر تهیه شده به وسیله میکروسکوپهای الکترونی روبشی و نیرو اتمی مشخص نمود که قطر حفرات ایجاد شده روی بستر سیلیکن در محلول حاوی متانول زیر 100 نانومتر و در محلول شامل دی‌متیل‌فورمامید از مرتبه چند صد نانومتر است. همچنین تغییر چگالی جریان الکتریکی در هر دو دسته، می‌تواند قطر حفرات را تغییر دهد. از هر دو دسته از سیلیکنهای متخلخل تهیه شده به عنوان بستری برای تثبیت آنتی‌بادی و تشخیص استئوکلسین استفاده شد. آزمایشهای اولیه که با استفاده از آنتی‌بادی پلی‌کلونال موشی انجام شد، نشان داد که آنتی‌بادی را می‌توان به صورت فیزیکی به سطح سیلیکن متخلخل اکسید نشده چسبانید. اما تصاویر میکروسکوپهای الکترونی روبشی و نیرو اتمی نشان داد که این اتصال به صورت تجمعی است. سپس آزمایشهای نهایی با استفاده از اتصال آنتی‌بادی استئوکلسین به سطح سیلیکن متخلخل برای تشخیص آنتی‌ژن استئوکلسین به روش رنگ‌سنجی انجام شد. نتایج نشان داد که در این روش تشخیصی، سطح سیلیکن متخلخل تازه ساخته شده که پوشیده از پیوندهای هیدروژنی است، چندان برای تشخیص مناسب نیستند. اما اکسید کردن آنها قبل از اتصال آنتی‌بادی میزان تشخیص را به شدت افزایش می‌دهد و سبب بهبود پاسخ می‌شود. همچنین استفاده از تخلخل با ابعاد کوچکتر که سطح بیشتری را برای اتصال آنتی‌بادی فراهم می‌آورد، سبب افزایش حساسیت می‌شود.
- Abstract
- Osteocalcin is an important bone protein which is used as a marker to prove the distinction of stem cells with bone cells in tissue engineering. Because of the large surface to volume ratio and the adjustable properties of hydrophilic and Surface hydrophobicity the porous Silicon could be a suitable replacement for the Polystyrene substrates to recognize Osteocalcin. In this study, porous silicon were obtained by electrochemical etching of p-type silicon wafers with an electrolyte consisting of ethanol or dimethylformamide. Images has been provided by Scanning Electron Microscope (SEM) and Atomic Force Microscope (AFM) shows the pores diameter in electrolyte consisting ethanol or dimethylformamide are below 111 nanometer and as an order of several hundred nanometers respectively. The pores diameter are varied as a variations of electrical current density in two cases. In both cases, produced porous silicon substrates are used as a new beds for immobilized antibody and detecting Osteocalcin antigen. Preliminary test showed that Polyclonal Mouse Antibody is stabilized on these samples physically. However, SEM and AFM revealed that they are aggregated on the surface. Ultimate experiments were down by stabilizing of Osteocalcin antibody on both types of porous silicon samples for detecting Osteocalcin antigen by colorimetric technique. These results shows that the fresh porous silicon beds which are covered by hydrogen bonds do not have a good response in this technique. However, oxidizing porous silicon samples before immobilizing antibody, increases the response to Osteocalcin antigen dramatically. These samples have better response in comparisons to polystyrene beds. In additions, decreasing the pores diameter and increasing the surface area increases the sensitivity. Keywords: Osteocalcin , Porous Silicon, biosensor, ELISA , colorimetry.
