عنوان
سنتز نانوذرات كبالت فريت پوشش‌دارشده با آمينو اسيدها و كاربرد آن‌ها در اندازه‌گيري فعاليت آنتي‌اكسيدان‌ها
مقطع تحصيلي
دكتري
چكيده
افزايش استرس اكسيداتيو ناشي از سبك زندگي صنعتي، نياز روزانه انسان به آنتي‌اكسيدان‌هاي متنوع را افزايش داده است. به دنبال اين نياز فزاينده، توسعه روش‌هاي نوين و دقيق براي ارزيابي ظرفيت آنتي‌اكسيداني مواد غذايي مختلف از اهميت ويژه‌اي برخوردار است. در اين راستا، نانوزايم‌ها با فعاليت شبه آنزيمي به عنوان يك فناوري نوظهور مي‌توانند جايگزين مناسبي براي آنزيم‌هاي طبيعي در طراحي نانوسامانه‌هاي تشخيصي در نظر گرفته شوند. در اين پژوهش، با الهام از جايگاه فعال آنزيم پراكسيداز طبيعي، تاثير پوشش‌دهي نانوذرات كبالت فريت با آمينو اسيدها در فعاليت كاتاليتيكي آن‌ها بررسي شد. در نهايت، نانوكاتاليست به دست آمده براي اندازه‌گيري ظرفيت آنتي‌اكسيداني مواد غذايي مورد استفاده قرار گرفت. در مرحله اول براي ارزيابي فعاليت شبه پراكسيدازي نانوذرات پوشش داده شده، از سيستم رنگ‌سنجي بر اساس اكسايش و تغيير رنگ TMB در حضور H2O2 استفاده شد كه در آن تغيير رنگ حاصل، شاخصي از فعاليت نانوزايم است. نتايج نشان داد كه در ميان آمينو اسيدهاي مورد مطالعه، پوشش گلوتاميك اسيد بيشترين تأثير را بر فعاليت شبه پراكسيدازي داشت و موجب افزايش چشمگير 74% در فعاليت ويژه نسبت به نانوذرات كبالت فريت شد. در مرحله دوم، تأثير پوشش گلوتاميك اسيد بر ظرفيت اتصال نانوذرات به پيش‌ماده‌ها از طريق مقايسه شاخصه‌هاي سينتيكي، شامل νmax و Km بررسي شد. نتايج نشان داد νmax براي دو پيش‌ماده H2O2 و TMB به ترتيب حدود 20% و 100% افزايش يافته است. علاوه بر آن، پوشش‌دهي نانوذرات با گلوتاميك اسيد منجر به بهبود قابل‌توجه تمايل اتصال نانوزايم به سوبستراي TMB به ميزان 61% شد. به منظور بهينه‌سازي عملكرد كاتاليستي نانوزايم اصلاح‌شده، تأثير متغير‌هاي واكنش از جمله دما، pH محيط واكنش و غلظت نانوذرات مورد بررسي قرار گرفت. نتايج حاصل از اين مطالعات، شرايط بهينه براي دستيابي به بيشترين فعاليت كاتاليتيكي را مشخص نمود. در نهايت، با استفاده از نانوزايم بهينه‌شده، سامانه رنگ‌سنجي براي تعيين كمي ظرفيت آنتي‌اكسيداني تركيبات فنولي و آسكوربيك اسيد طراحي شد. اين سنجش در دو مقدار pH مختلف انجام شد تا امكان مقايسه عملكرد آنتي‌اكسيدان‌ها در شرايط اسيدي متفاوت فراهم شود. نتايج حاصل از اين سامانه رنگ‌سنجي نشان داد اين روش قادر به كمي‌سازي حساس و انتخابي آسكوربيك اسيد، گاليك اسيد، تانيك اسيد، سيانيدين3 گلوكوزيد و كوئرستين است. حد تشخيص براي اين تركيبات در pH برابر 3.6 به ترتيب 2، 1.5، 0.02، 0.5 و 0.6 ميكرومولار تعيين شد كه نشان‌دهنده حساسيت بالاي اين روش است. علاو بر آن، محاسبه IC50 براي پنج آنتي‌اكسيدان مذكور در دو pH برابر 3.6و 4.6 نشان داد كه آنتي‌اكسيدان‌هاي داراي ساختارهاي مختلف، در pHهاي گوناگون رفتار متفاوتي در به دام انداختن راديكال‌هاي آزاد از خود نشان مي‌دهند. اين يافته‌ها اهميت در نظر گرفتن شرايط محيطي را در ارزيابي عملكرد آنتي‌اكسيدان‌ها برجسته مي‌كند. در مجموع، نتايج اين پژوهش پتانسيل بالاي نانوزيم‌ها را براي توسعه روش‌هاي رنگ‌سنجي در ارزيابي ظرفيت آنتي‌اكسيداني مواد مغذي مختلف نشان داد. اين رويكرد نوآورانه مي‌تواند گامي مهم در جهت بهبود روش‌هاي ارزيابي آنتي‌اكسيدان‌ها و زمينه‌ساز توسعه مكمل‌هاي غذايي و دارويي موثرتر براي مقابله با استرس اكسيداتيو باشد.
شماره ركورد
232088
دانشگاه
دانشگاه اصفهان
رشته تحصيلي
ريززيست فناوري (نانو بيوتكنولوژي)
استاد راهنما
دكتر اصغر طاهري كفراني , دكتر ابوالقاسم عباسي كجاني