عنوان پایان‌نامه
طراحی و ساخت DNA بیو سنسور الکتروشیمیایی با استفاده از روشهای نوین تثبیت توالی بر پایه نانو ساختارها
- رشته تحصیلی
- شیمی تجزیه
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه پردیس علوم شماره ثبت: 6321;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 76343;کتابخانه پردیس علوم شماره ثبت: 6321;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 76343
- تاریخ دفاع
- ۱۵ شهریور ۱۳۹۵
- دانشجو
- نوید محمدیان تبریزی
- استاد راهنما
- پرویز نوروزی, فرنوش فریدبد
- چکیده
- در این پژوهش یک زیستحسگر الکتروشیمیایی DNA برای اندازه‌گیری توالی 20 نوکلئوتیدی مربوط به ژن SOD1 طراحی و ساخته شد. ژن SOD1 مسئول ساخته شدن آنزیم سوپراکسید دیسموتاز 1 (SOD1) است که به یونهای روی و مس متصل گشته و یکی از سه آنزیمی است که نقش اساسی در نابود کردن رادیکالهای سوپراکسید در بدن دارد. در عین حال شواهد پزشکی حاکی از آن است که جهشهای مختلفی در ژن SOD1 میتواند سبب بروز بیماریALS باشد. از این رو شاید بتوان آن را به عنوان نشانگر زیستی برای انواع خاصی از این بیماری در نظر گرفت. در این زیستحسگر از نانوکامپوزیت ساماریماکسید-گرافن‌اکسید کاهشیافته، برای نخستین بار در جهت تثبیت تکرشته DNA پروب بر سطح الکترود استفاده شد. در طراحی این زیستحسگر، پس از اصلاح سطح الکترود با یک لایه پلیآنیلین و سپس یک لایه نانوکامپوزیت ساماریماکسید-گرافن اکسید کاهشیافته، تکرشته DNA بدون نیاز به عاملدار شدن بر روی آن تثبیت گردید. در ادامه جریان اکسایش حدواسط تریس (بیپیریدین) روتنیوم (II) کلریددر حضور تکرشته DNA پروب با روش ولتامتری موج مربعی با تبدیل فوریه سریع (FFT-SW) اندازه گیری شد. سپس تکرشته DNA هدف در شرایطی مناسب با تکرشته DNA پروب تثبیت شده بر روی سطح الکترود هیبرید شد. این بار فرایند هیبریداسیون در سطح الکترود با کمک حدواسط تریس (بیپیریدین) روتنیوم(II) کلرید، با روش ولتامتری موجمربعی همراه با تبدیل فوریه سریع (FFT-SW) بررسی شد. اختلاف جریان اکسایش [Ru(bpy)3]2+/3+تجمع یافته بر سطح الکترود، پیش و پس از هیبریداسیون به عنوان پاسخ زیستحسگر خوانده شد. برای بررسی گزینشپذیری زیستحسگر نیز توانایی آن در رابطه با توالیهای غیرمکمل محک زده شد. در شرایط بهینه، زیستحسگر طراحی شده محدوده خطی مابین غلظتهای 10 نانومولار تا 100 فمتومولار نشان داد. انحراف استاندارد نسبی برای سه آزمایش مجزا 5% بدست آمد. حد تشخیص این زیستحسگر در شرایط بهینه 13 فمتومولار است. آنالیز نمونه حقیقی نیز با محلول ساخته شده با پلاسمای رقیق شده انجام پذیرفت که در محدوده 200 تا 800 پیکومولار منحنی خطی قابل قبولی را با ضریب همبستگی 991/0 ارائه می‌کند.
- Abstract
- In this investigation, an electrochemical DNA biosensor for measuring of a 20 nucleotides sequence of SOD1 gene, has been designed and made. SOD1 is a gene witch has manufacturing responsibility of Superoxide dismutase 1 (SOD1) enzyme. An enzyme that binds copper and zinc ions andis one of three superoxide dismutases responsible for destroying free superoxide radicals in the body. As well as several pieces of medical evidence show, many types of ALS disease are due to mutations in this gene. Hereupon it could be considered as a biomarker for some types of ALS. For the first time in this biosensor, reduced graphene oxide-samarium oxide nanocomposite as a compound for stabilizing single-stranded DNA probes without any functionalization. During the procedure of preparing this biosensor, after surface modifying of electrode by a layer of Polyaniline and nanocomposite, single-stranded DNA probes were stabilized on it. In the following, in the presence of single-stranded DNA probes, the oxidation current ofTris (bipyridine) ruthenium(II) chloride as a mediator with fast fourier transformed square wave voltammetry (FFT-SW) technique was measured. Then in an appropriate condition, single-stranded DNA targets hybridized with stabilized single-stranded DNA probes on the surface of electrode. Hybridization process was surveyed with fast fourier transformedsquare wave voltammetry technique by Tris (bipyridine) ruthenium(II) chloride as a mediator. Oxidation current difference of [Ru(bpy)3]2+/3+ on the surface of electrode before and after hybridization was being noted as biosensor response. To survey selectivity of the biosensor, its ability to hybridize with non-complementary strands was tested. In optimized condition, linear dynamic range were between 10 nanomolar and 100 femtomolar. RSD for 3 discrete experiments was 5% and limit of detection was13 femtomolar. Also, real sample analysis with prepared solutions by diluted plasma; has done which exhibits an acceptable linear curve in the range between 200 and 800 picomolar with regression coefficient of 0.991.
