طراحی نانو بیوسنسور پلیمر قالب ملکولی مبتنی بر پتانسیومتری جهت تشخیص اگزوتوکسین باکتری استافیلوکوکوس ارئوس

الموضوعات :

حامد اهری ¹ (مربی دانشگاه آزاد اسلامی، واحد علوم و تحقیقات تهران، دانشکده علوم و مهندسی صنایع غذایی، تهران، ایران)
ودود رضویلر ² (استاد دانشگاه آزاد اسلامی، واحد علوم و تحقیقات تهران، دانشکده علوم تخصصی دامپزشکی، تهران، ایران)
بهروز اکبری آدرگانی ³ (استاد دانشگاه آزاد اسلامی، واحد علوم و تحقیقات تهران، دانشکده علوم تخصصی دامپزشکی، تهران، ایران)
عباسعلی مطلبی ⁴ (دانشیار مرکز تحقیقات آزمایشگاهی غذا و دارو، سازمان غذا و دارو، وزارت بهداشت، درمان و آموزش پزشکی، تهران، ایران)

تاريخ الإرسال : 12 الإثنين , محرم, 1434 تاريخ التأكيد : 10 الثلاثاء , جمادى الثانية, 1433 تاريخ الإصدار : 19 الأحد , صفر, 1435

الکلمات المفتاحية: اگزوتوکسین استافیلوکوکوس ارئوس, سنسور پلیمرقالب ملکولی, نانوحسگر,

ملخص المقالة :

مقدمه:باتوجه به رشد روزافزون جمعیت و صنعتی شدن سیرتکاملی حیات بشر، تشخیص سموم تولید شده در مواد غذائی با استفاده از روش‌های سنتی دشوار بوده چرا که از لحاظ زمانی، مدت بررسی کیفیت طولانی شده و مقرون به صرفه نبوده و حتی در بسیاری از موارد دقت روش‌های کاربردی همچون محیط کشت باکتریائی و غیره دارای خطای آزمایشگاهی می‌باشد، لذا با پیشرفت تکنولوژی نانو، طراحی سنسورهای انتخابی و هوشمند، تحولی بزرگ در صنعت کنترل کیفی مواد غذائی محسوب می‌شود که هم در زمانی کوتاه و هم با دقتی بسیار بالا می تواند تشخیص توکسین باکتری‌ها را انجام دهد. مواد و روش‌ها: در این تحقیق از مونومرهای متااکریلیک اسید برای تهیه قالب ملکولی و تهیه پلیمر استفاده گردیده شدکه با پیوند کوالانسی بین مونومرهای متااکریلیک اسید (MAA) پلیمری سفید تشکیل شده، همچنین پیوند هیدروژنی بین اسید آمینه اگزوتوکسین و متااکریلیک اسید بوجود می‌آید که عامل جذب انتخابی آن خواهد بود. یافته‌ها: نتایج بدست آمده حاکی ا زآن است که تا رقت 3-10 مولار از رقت توکسین باکتری مذکور توسط سنسور پلیمر قالب ملکولی قابل تشخیص می‌باشد و رقت‌های رقیق‌تر قابل ردیابی نمی‌باشد، همچنین حساسیت سنسور تا 60 روز مورد آزمون قرارگرفت که سنسور مبتنی بر پلیمر قالب ملکولی تا 28 روز مورد تائید بوده و بعد از زمان مذکور رو به کاهش قرار گرفت. نتیجه‌گیری: اگرچه حساسیت تکنیک پایئن بوده ولی دقت مراحل عالی بوده برنامه‌ریزی می‌شود تا جهت افزایش حساسیت تست روش دیگری طراحی گردد.

المصادر:

Anatolii, S. A. (1980). Increasing the sensitivity of mice to substances of microbial origin following administration of staphylococcal exotoxin, Zh Mikrobiol Epidemiol Immunobiol, 112-113.

Babu, E., Mareeswaran, P. M. & Rajagopal, S. (2013). Highly sensitive optical biosensor for thrombin based on structure switching aptamer-luminescent silica nanoparticles, J Fluoresc, 23, 137-146.

Belokrylov, G. A. (1970). The effect of thyroidectomy on the resistance of adult rats to Escherichia coli endotoxin and staphylococcal exotoxin, Zh Mikrobiol Epidemiol Immunobiol, 47, 72-74.

Chilton, M., Black, M. M., Berkowitz, C., Casey, P. H., Cook, J., Cutts, D., Jacobs, R. R., Heeren, T., Decuba, S. E., Coleman, S., Meyers, A. & Frank, D. A. (2009). Food insecurity and risk of poor health among US-born children of immigrants, Am J Public Health, 99, 556-562.

Ferro, Y., Perullini, M., Jobbagy, M., Bilmes, S. A. & Durrieu, C. (2012). Development of a biosensor for environmental monitoring based on microalgae immobilized in silica hydrogels, Sensors (Basel), 12, 16879-16891.

Hamrin, P. & Hoeft, B. (2012). Quality control throughout the production process of infant food, Ann Nutr Metab, 60, 208-210.

Li, Y., Zhang, L., Li, M., Pan, Z. & Li, D. (2012). A disposable biosensor based on immobilization of laccase with silica spheres on the MWCNTs-doped screen-printed electrode, Chem Cent J, 6, 103.

Marques, P. R., Lermo, A., Campoy, S., Yamanaka, H., Barbe, J., Alegret, S. & Pividori, M. I. (2009). Double-tagging polymerase chain reaction with a thiolated primer and electrochemical genosensing based on gold nanocomposite sensor for food safety, Anal Chem, 81, 1332-1339.

Mashhadizadeh, M. H. & Talemi, R. P. (2011). Used gold nano-particles as an on/off switch for response of a potentiometric sensor to Al(III) or Cu(II) metal ions,Anal Chim Acta, 692, 109-115.

Murakami, A. (2013). Modulation of protein quality control systems by food phytochemicals, J Clin Biochem Nutr, 52, 215-227.

Murphy-Perez, E., Arya, S. K. & Bhansali, S. (2011). Vapor-liquid-solid grown silica nanowire based electrochemical glucose biosensor, Analyst, 136, 1686-1689.

Ravetz, J. R., Healey, P. & Rayner, S. (2013). GM food: Rat reality show blurs quality control, Nature, 493, 304.

Santana Porben, S. (2012). Quality control an assessment system. Its location within a program for food, nutrition and metabolic intervention, Nutr Hosp, 27, 894-907.

Shen, J., Yang, X., Zhu, Y., Kang, H., Cao, H. & Li, C. (2012). Gold-coated silica-fiber hybrid materials for application in a novel hydrogen peroxide biosensor,Biosens Bioelectron, 34, 132-136.

Shimomura, T., Sumiya, T., Ono, M., Ito, T. & Hanaoka, T. A. (2012). Amperometric L-lactate biosensor based on screen-printed carbon electrode containing cobalt phthalocyanine, coated with lactate oxidase-mesoporous silica conjugate layer, Anal Chim Acta, 714, 114-120.

Wu, S., Zhang, L., Qi, L., Tao, S., Lan, X., Liu, Z. & Meng, C. (2011). Ultra-sensitive biosensor based on mesocellular silica foam for organophosphorous pesticide detection, Biosens Bioelectron, 26, 2864-2869.

Xu, G., Xia, J. H., Zhou, H., Yu, C. Z., Zhang, Y., Zuo, K. J., Shi, J. B. & Li, H. B. (2009). Interleukin-6 is essential for Staphylococcal exotoxin B-induced T regulatory cell insufficiency in nasal polyps, Clin Exp Allergy, 39, 829-837.