ساخت و توسعه‌ي نانو حامل‌ها و زيست‌حسگرها‌ي سازگار با محيط زيست بر پايه‌ي آپتامر و نقاط كوانتومي براي جنتامايسين، متاآمفتامين، انسولين، هموگلوبين و جيوه

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

شيمي

دكتري

در بخش اول اين رساله يك نانوحامل هوشمند حساس به تغييرات pH براي آنتي بيوتيك جنتامايسين طراحي شده است. نانوذرات مزوحفره‌ي سيليكا، به عنوان وسيله‌ايي زيست‌سازگار و متداول كه راندمان بارگذاري بالايي دارند، براي حمل دارو استفاده گرديد. نقاط كوانتومي روي سولفيد پوشش‌دار شده با مركاپتوپروپيونيك اسيد نيز به عنوان درپوش براي منافذ نانوحامل مورد استفاده قرار گرفتند. راندمان كپسوله شدن (3/1± 5/73%EE=) و راندمان بارگيري(3/0± 8/22%DL=) محاسبه شدند. فرآيند آزادسازي دارو در بافر فسفات(PBS) )4/7(pH= و بافر سيترات )4/5(pH= با استفاده از تكنيك طيف‌سنجي غيرمستقيم و با تشكيل كمپلكس ارغواني رنگ جنتامايسين با نين–هيدرين در طول 20 روز مورد بررسي قرار گرفت. در بخش دوم اين رساله، يك حسگر نوري حساس، ساده و زيست سازگار بر اساس تكنيك پليمرهاي حكاكي شده مولكولي و با استفاده از نقاط كوانتومي كربن و ساختار مزوحفره براي اندازه‌گيري متاآمفتامين، توسعه داده شد. با روش آب‌گرمايي و استفاده از صمغ طبيعي به عنوان منبع كربن، نقاط كوانتومي سنتز شدند. نانوذرات SiO2 به عنوان بستر پشتيبان براي قرار دادن نقاط كوانتومي كربن استفاده شد. در حضور متاآمفتامين به دليل غيرفعال شدن عوامل محدود كننده‌ي تايش كه در سطح نقاط كوانتومي كربن وجود دارند، شدت فلورسانس افزايش خواهد يافت. محدوده خطي مطلوب 0/5 تا 0/250ميكرومولار و حد تشخيص 6/1 ميكرومولار به دست آمد. از حسگر توسعه يافته شده براي اندازه‌گيري متاآمفتامين در نمونه‌هاي ادرار و پلاسماي خون استفاده شد. در بخش سوم رساله، يك آپتاحسگر نوري جديد با حساسيت و گزينش پذيري بالا براي اندازه‌گيري انسولين در پلاسماي خون انسان توسعه داده شد. اساس عملكرد اين حسگر بر انتقال انرژي سطحي ميان نقاط كوانتومي اينديوم فسفيد/روي سولفيد پوشش‌دار شده با تيوگليكوليك اسيد) دهنده) و نانوصفحات نقره (پذيرنده) مي‌باشد. نانوصفحات نقره به دليل دارا بودن مزيت‌هايي از جمله رزونانس پلاسمون سطح بالا، ضريب خاموشي خوب، زيست‌سازگاري مناسب، پايداري نوري و شيميايي كافي به عنوان خاموش‌كننده سيگنال فلورسانس مورد استفاده قرار گرفتند. رشته‌هاي آپتامر مكمل انسولين به عنوان شناساگر زيستي مناسب استفاده شد و با ايجاد پيوند ايميدي به سطح نقاط كوانتومي متصل گرديد. تغييرات ميزان انرژي روزنانسي سطحي منتقل شده در غياب و در حضور انسولين متناسب با مقدار انسولين موجود در محيط است. در شرايط بهينه، اين حسگر در محدوده خطي 001/ تا 0/5000 نانومولار و حد تشخيص 5/0 پيكومولار، عمل مي‌كند. در بخش چهارم اين رساله، يك حسگر الكتروشيميايي بر پايه الكترود طلاي اصلاح شده با شبكه آلي-فلزي نقره مزوحفره كربن و روش پليمرهاي حكاكي شده مولكولي براي اندازه گيري هموگلوبين توسعه داده شد. عملكرد الكترودهاي اصلاح شده با استفاده از روش‌هاي الكتروشيميايي ولتامتري پالس تفاضلي، اسپكتروسكوپي امپدانس الكتروشيميايي و ولتامتري چرخه‌ايي مطالعه شدند. با روش پاسخ سطح پارامترهاي مهم تأثيرگذار بر سنتز پليمر حكاكي شده مولكولي و عملكرد حسگر مورد بررسي قرار گرفتند. با استفاده از روش پالس تفاضلي و در شرايط بهينه پاسخ الكتروشيمايي Ag-MOF@MC-MIP/AuE براي اندازه گيري هموگلوبين بررسي شد، ناحيه خطي پاسخ 2/0 نانوگرم بر ليتر تا 0/064 ميكروگرم بر ليتر و حد تشخيص روش 50/0 نانوگرم بر ليتر بدست آمد. در بخش پنجم اين رساله، يك آپتاحسگر فوتوالكتروشيمايي با اصلاح سطح الكترود چاپ شده كربن (SPCE) به وسيله نانوذرات گرافن اكسيد، نانوذرات تيتانيوم دي اكسيد و نانوذرات طلا براي اندازه گيري يون جيوه، توسعه يافت. نانوصفحات گل مانند موليبدن دي سولفيد به عنوان عامل تثبيت كننده آپتامر مكمل جيوه وتشكيل كمپلكس APT-MoS2 مورد استفاده قرار گرفتند. مسدود شدن مسير انتقال گونه‌هاي فوتوفعال با اتصال 1-مركاپتوپروپيونيك اسيد بر سطح الكترود باعث خاموش شدن جريان فوتوالكتروشيمايي گرديد. در حضور يون جيوه، با جدا شدن آپتامر از كمپلكس APT-MoS2 نانوصفحات موليبدن دي سولفيد آزاد شده و با سطح SPCE/GO/TiO2-AuNPs/MPA بر همكنش داده كه موجب تقويت جريان فوتوالكتروشيمايي شد. تغييرات جريان فوتوالكتروشيميايي متناسب با مقدار يون جيوه موجود در محيط است. آپتاحسگر فتوالكتروشيمايي توسعه داده شده داراي محدوده خطي 5/0 فمتومولار تا 0/1000 پيكومولار بوده و حد تشخيص روش نيز 2/0 فمتومولار بدست آمد.

213156

تجزيه

شيمي

دانشگاه صنعتي اصفهان

علي اصغر انصافي

محمد سراجي، كيومرث زرگوش، غلامحسين عظيمي گندماني

بهزاد رضايي