دوره 34، شماره 238 - ( آبان 1403 )
جلد 34 شماره 238 صفحات 26-15 |
برگشت به فهرست نسخه ها
Download citation:
BibTeX | RIS | EndNote | Medlars | ProCite | Reference Manager | RefWorks
Send citation to:
BibTeX | RIS | EndNote | Medlars | ProCite | Reference Manager | RefWorks
Send citation to:
Ghodrati Shahtouri M, Fathi H, Ilbeigi D, Mogharabi-Manzari M, Fooladi E. Design and Fabrication of Laccase Enzyme Biosensor Based on Graphene Oxide and Polyaniline for the Measurement of Dephostatin. J Mazandaran Univ Med Sci 2024; 34 (238) :15-26
URL: http://jmums.mazums.ac.ir/article-1-21027-fa.html
URL: http://jmums.mazums.ac.ir/article-1-21027-fa.html
قدرتی شاهتوری میترا، فتحی حامد، ایل بیگی داود، مقربی منظری مهدی، فولادی ابراهیم. طراحی و ساخت بیوسنسور آنزیمی لکاز بر پایه اکسید گرافن و پلی‌آنیلین به منظور اندازه گیری دفستاتین. مجله دانشگاه علوم پزشکی مازندران. 1403; 34 (238) :15-26
چکیده: (697 مشاهده)
سابقه و هدف: یک بیوسنسور از دو جزء شامل عنصر حسگر زیستی و مبدل به منظور تعیین غلظت آنالیت تشکیل شده است که با انجام یک واکنش زیستی در مجاورت مبدل امکان تشخیص آن افزایش می‌یابد. از مزایای بیوسنسورها نسبت به روش‌های متداول در اندازه‌گیری آنالیت و کنترل بیوشیمی می‌توان به قابلیت استفاده مجدد، انجام سریع واکنش و ویژه بودن آن ها اشاره نمود. لکاز یکی از مهم‌ترین آنزیم‌های متعلق به خانواده اکسیدو رداکتاز هاست. خاصیت کاتالیزوری لکاز بیش تر مربوط به فعالیت آن نسبت به دی فنول‌های اورتو و پارا بوده و وابسته به نوع اورگانیسم تولیدکننده آن است. برخلاف بسیاری از آنزیم‌ها که فقط بر یک سوبسترای کاملاً اختصاصی عمل می‌کنند. این آنزیم اکسایش طیف وسیعی ازسوبستراها مانند دی فنل‌ها، پلی‌فنل‌ها، دی آمین‌ها، متوکسی فنل‌ها، آمین‌های آروماتیک و آسکوربات را کاتالیز می‌کند. پروتئین تیروزین فسفاتاز گروهی از آنزیم‌ها هستند که وظیفه حذف گروه فسفات از اسید آمینه تیروزین در پروتئین‌ها را به عهده دارد. هدف از این پروژه طراحی و ساخت بیوسنسور آنزیمی بر مبنای الکترودهای صفحه چاپی کربنی اصلاح شده با حساسیت و گزینش پذیری بالای برای اندازه‌گیری دقیق و سریع دفستاتین بوده است.
مواد و روش‌ها: در این مطالعه تجربی، بیوسنسور از طریق تثبیت آنزیم لکاز بر سطح الکترود تهیه شد. برای این‌منظور در ابتدا سطح الکترود کربن چاپی استفاده از نانوکامپوزیت گرافن اکساید/ پلی‌آنیلین اصلاح شد. سپس آنزیم لکازاز طریق اتصال‌دهنده‌های EDC/NHS بر روی سطح آن تثبیت شد. رفتار الکتروشیمیایی الکترودها با استفاده از ولتامتری چرخه‌ای (CV) و امپدانس (EIS) مورد بررسی قرار گرفت. پارامترهای بهینه مانند پتاسیل اکسایش، pH، دما و غلظت بهینه شد. در پتانسیل 45/0 ولت نسبت به الکترود نقره/کلرید نقره میزان جریان هر نمونه توسط بیوسنسور، تعیین‌گردید. سپس نمودار کالیبراسیون آن رسم و ازطریق درونیابی سیگنال‌های آمپرومتریک منطبق بر منحنی‌های کالیبراسیون به‌دست آمده با محلول‌های دفستاتین، اندازه‌گیری‌ها تکمیل شد. بدون هیچ‌گونه آماده‌سازی، از نمونه‌های استاندارد دفستاتین به نمونه نسکافه رقیق شده با بافرفسفات (05/0 مولار، 5/6pH) اضافه شد و میزان بازیابی تعیین گردید.
یافته‌ها: با تثبیت گرافن اکساید و آنزیم بر روی سطح الکترود میزان جریان کاتدی و آندی الکترود اصلاح شده نسبت به الکترود اصلاح نشده در محلول K4Fe(CN)6/K3Fe(CN)6 افزایش یافت. افزایش سرعت انتقال الکترون در سطح الکترود به میزان 20 میکروآمپر مشاهده شد که در نتیجه حضور نانوذرات گرافن در سطح الکترود بود. پاسخ الکترود در محدوده 10 تا 900 نانومولار خطی گزارش شد. حد تشخیص الکترود برابر 6 نانومولار بود.
استنتاج: از آن‌جا که این پروتئین‌ها در مسیرهای سیگنالینک سلولی و بروز برخی بیماری‌ها موثر هستند، استفاده از دفستاتین به عنوان داروی مهارکننده مورد توجه قرار گرفته است. از این رو ارائه روشی دقیق و سریع برای اندازه‌گیری دفستاتین از اهمیت بالایی در صنایع دارویی برخوردار است. بیوسنسور تهیه شده شامل آنزیم لکاز و نانوذرات گرافن تثبیت شده توسط نانوکامپوزیت کیتوزان بر سطح الکترود بود و جهت اندازه‌گیری دفستاتین با دقت بالا به‌کار می‌رود. آنزیم لکاز تثبیت شده بر سطح الکترود قادر است مولکول دفستاتین را به‌صورت اختصاصی اکسید کند و موجب تولید پاسخ اختصاصی الکترود نسبت به این مولکول باشد.
مواد و روش‌ها: در این مطالعه تجربی، بیوسنسور از طریق تثبیت آنزیم لکاز بر سطح الکترود تهیه شد. برای این‌منظور در ابتدا سطح الکترود کربن چاپی استفاده از نانوکامپوزیت گرافن اکساید/ پلی‌آنیلین اصلاح شد. سپس آنزیم لکازاز طریق اتصال‌دهنده‌های EDC/NHS بر روی سطح آن تثبیت شد. رفتار الکتروشیمیایی الکترودها با استفاده از ولتامتری چرخه‌ای (CV) و امپدانس (EIS) مورد بررسی قرار گرفت. پارامترهای بهینه مانند پتاسیل اکسایش، pH، دما و غلظت بهینه شد. در پتانسیل 45/0 ولت نسبت به الکترود نقره/کلرید نقره میزان جریان هر نمونه توسط بیوسنسور، تعیین‌گردید. سپس نمودار کالیبراسیون آن رسم و ازطریق درونیابی سیگنال‌های آمپرومتریک منطبق بر منحنی‌های کالیبراسیون به‌دست آمده با محلول‌های دفستاتین، اندازه‌گیری‌ها تکمیل شد. بدون هیچ‌گونه آماده‌سازی، از نمونه‌های استاندارد دفستاتین به نمونه نسکافه رقیق شده با بافرفسفات (05/0 مولار، 5/6pH) اضافه شد و میزان بازیابی تعیین گردید.
یافته‌ها: با تثبیت گرافن اکساید و آنزیم بر روی سطح الکترود میزان جریان کاتدی و آندی الکترود اصلاح شده نسبت به الکترود اصلاح نشده در محلول K4Fe(CN)6/K3Fe(CN)6 افزایش یافت. افزایش سرعت انتقال الکترون در سطح الکترود به میزان 20 میکروآمپر مشاهده شد که در نتیجه حضور نانوذرات گرافن در سطح الکترود بود. پاسخ الکترود در محدوده 10 تا 900 نانومولار خطی گزارش شد. حد تشخیص الکترود برابر 6 نانومولار بود.
استنتاج: از آن‌جا که این پروتئین‌ها در مسیرهای سیگنالینک سلولی و بروز برخی بیماری‌ها موثر هستند، استفاده از دفستاتین به عنوان داروی مهارکننده مورد توجه قرار گرفته است. از این رو ارائه روشی دقیق و سریع برای اندازه‌گیری دفستاتین از اهمیت بالایی در صنایع دارویی برخوردار است. بیوسنسور تهیه شده شامل آنزیم لکاز و نانوذرات گرافن تثبیت شده توسط نانوکامپوزیت کیتوزان بر سطح الکترود بود و جهت اندازه‌گیری دفستاتین با دقت بالا به‌کار می‌رود. آنزیم لکاز تثبیت شده بر سطح الکترود قادر است مولکول دفستاتین را به‌صورت اختصاصی اکسید کند و موجب تولید پاسخ اختصاصی الکترود نسبت به این مولکول باشد.
نوع مطالعه: پژوهشي-کامل |
موضوع مقاله:
نانوتکنولوژی
ارسال پیام به نویسنده مسئول
| بازنشر اطلاعات | |
 |
این مقاله تحت شرایط Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License قابل بازنشر است. |
Articles Copyright © The Author(s). Owned by Mazandaran University of Medical Sciences.
تماس با ما
ساری- میدان معلم- ساختمان شماره2 دانشگاه علوم پزشکی و خدمات بهداشتی درمانی مازندران- طبقه سوم- معاونت تحقیقات و فناوری- دفترمجله
تلفن: 01134484874
پست الکترونیکی : jmums
mazums.ac.ir
