عنوان پایان‌نامه
طراحی و ساخت زیست حسگر نوری DNA
- رشته تحصیلی
- شیمی تجزیه
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه پردیس علوم شماره ثبت: 5441;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 64696
- تاریخ دفاع
- ۲۳ شهریور ۱۳۹۳
- دانشجو
- شکوفه شیبانی
- استاد راهنما
- محمدرضا گنجعلی, فرنوش فریدبد
- چکیده
- در این پژوهش برای نخستین بار یک زیست حسگر نوری فلورسانی برای شناسایی و اندازه گیری یک پرایمر 20 نوکلئوتیدی متعلق به ژن aerA طراحی و ساخته شد. این ژن متعلق به باکتری آئروموناس هیدروفیلیا می باشد که عامل ایجاد عفونت های ناشی ازمسمومیت مواد غذایی است. آئرولوسین یکی از سموم خارج سلولی تولید شده توسط این باکتری است که ژن مسئول کد گذاری آن، aerA نام دارد. در این زیست حسگر از یک مولکول ردیاب فلورسانس نوین که کمپلکس سنتز شده از سریم و8 -هیدروکسی کوئینولین-5-سولفونات، به نام بیس(8-هیدروکسی‌کوئینولین-5-سولفونات) سریم (III) کلرید (Ce(QS)2Cl)، می باشد، استفاده شده است. این کمپلکس محلول در آب بوده و دارای خاصیت فلورسانس است و بر مبنای بررسی های به عمل آمده در این پژوهش، قابلیت برقراری پیوند با شیارهای DNA دو رشته‌ای را دارد. به منظور طراحی زیست حسگر، به محلول آبی کمپلکس با غلظت مشخص،DNA تک رشته ردیاب (ssDNA) اضافه می گردد و بعد از آن، تک رشته‌ی DNA مکمل هدف اضافه می شود. تغییرات ناشی از هیبریداسیون، خاموشی نشر کمپلکس را به دنبال خواهد داشت. اندازه گیری توالی هدف بر مبنای تغییرات شدت نشر مولکول ردیاب فلورسانس در حضور تک رشته مکمل و ردیاب به شدت نشر در حضور تک رشته ردیابDNA تنها صورت می‌گیرد. کل فرایند شناسایی توالی هدف در یک محلول آبی و همگن انجام می شود که فارغ از پیچیدگی‌های مربوط به واکنش در فاز ناهمگن استفاده شده در سایر زیست حسگرها است. هم چنین پارامترهای آزمایشگاهی مؤثر بر پاسخ زیست حسگر مانند: غلظت کمپلکس، غلظت تک رشته DNA ردیاب، قدرت یونی محلول و زمان هیبریداسیون بهینه سازی شدند. منحنی کالیبراسیون خطی در محدوده غلظتی 075/0 تا 0/1 نانومولار بدست آمد. مقدار حد تشخیص این زیست حسگر 008/0 نانو مولار و انحراف استاندارد پاسخ زیست حسگر برای غلظت 1/0 نانومولار DNA هدف، در 5 آزمایش جداگانه، %1/2 می باشد.
- Abstract
- In this study, for the first time, a fluorescence-based optical biosensor was designed and constructed for detecting and measuring a 20-nucleotide primer related to gene aerA. This gene belongs to the bacterium called Aeromonas hydrophila which leads to infections caused by nutrient toxicity. Aerolysin is one of the extracellular toxins exported by this bacterium which is encoded by the gene aerA. A new synthesized complex called Bis(8-hydroxy quinoline-5-solphonate) cerium(III) chloride (Ce(QS)2C1) is used as molecular probe in this biosensor. This complex has fluorescence characteristics and based on our investigations it can make bonds with grooves of double stranded DNA. In order to design the biosensor, at first, single-stranded DNA probe was added to the aqueous solutin of the complex which has determined concentration. Then, the single-stranded complementary DNA was added. Hybridization will cause quench of the complex emission which is generated by the bonds made between the complex and double-stranded DNA. Measurement of the target DNA was conducted on the basis of emission intensity change in presence of single-stranded probe and it s complementary and in presence of only single-stranded probe. Considering the fact that the whole process of DNA detection was performed in a homogeneous aqueous solution, the hybridization rate was fast and it was easy to use. Also, laboratory parameters affecting the response of the biosensor like concentration of complex, concentration of single-stranded DNA probe, ionic power of solution, and duration of hybridization were investigated and the optimized amounts for were determined. Capability of the biosensor in measuring little amounts of target DNA was tested and linear calibration curve obtained in concentration range between 0.075 to 1.0 nano molar. The detection limit of this biosensor was 0.008 nano molar and RSD of the biosensor response for 0/1 nano molar concentration of target DNA, in 5 separate experiments was 2.1 %.
