خلاصه عنوان: نانو حسگر فلورسانسي بر پايه آپتامرهاي DNA حساس به آنتي¬ژن هاي Intimin و ESPA براي شناسايي باكتري E. coli O157:H7 Fluorescent nanobiosensor based on DNA aptamers sensitive to Intimin and EspA antigens for detection of E. coli O157:H7 باكتري اشريشياكلي انتروهموراژيك O157H:7 از پاتوژن¬هاي خطرناك روده¬اي مشترك بين انسان و حيوانات مي باشد. آلودگي هاي اين باكتري به طور مستقيم و غير مستقيم از حيوانات آلوده صورت مي گيرد. با توجه به دامنه ميزباني وسيع ميزباني، شناسايي آن در ميزبانان و مواد غذايي آلوده بسيار حائز اهميت مي باشد. مشكل فني در شناسايي اين باكتري نبود يك روش بسيار دقيق و مقرون به صرفه براي شناسايي آلودگي هاي اين باكتري مي باشد. در اين اختراع از نانو فناوري و روش هاي پيشرفته ژنتيكي براي شناسايي اين باكتري استفاده شده است. آپتامر¬هاي اختصاصي متصل شونده به فاكتورهاي بيماري¬زايي Intimin و EspA باكتري E. coli O157:H7 با استفاده از روش هاي بيوانفورماتيك و تكنيك SELEX طراحي شد سپس اين آپتامرها براي ساخت حسگر زيستي مورد استفاده قرار گرفت. نانوحسگر طراحي شده بر پايه اپتامر¬هاي فوق يك حسگر فلورسانسي است كه مي¬تواند در صورت اثر اتصال به باكتري E. coli O157:H7 از خود نشر فلورسانس نشان داده و وجود باكتري را شناسايي نمايد. براي ساخت اين حسگر ابتدا آپتامر هاي مربوط به فاكتورهاي Intimin و EspA با استفاده از مواد فلورسنس¬زاي FAM و نقاط كوانتومي كادميوم سلنيوم (QD) نشاندار شدند. سپس در سطح نانو لوله¬هاي كربني تثبيت گرديدند. در اثر اتصال آپتامر به نانولوله كربني نشر فلورسانس آن خاموش شد. ولي در حضور و اتصال فاكتوري¬هاي Intimin و EspA و باكتري، آپتامر تغيير ساختار داده از نانولوله كربني جدا شده و دوباره نشر فلور¬سانس آن ظاهر گرديد. با افزايش تعداد باكتري ميزان نشر فلورسانس نيز افزايش يافت.

بيماري سرطان پروستات شايعترين سرطان پس از سرطان پوست و مرگ آورترين سرطان در مردان پس از سرطان ريه است. در درمان موفقيت آميز اين بيماري تشخيص بسيار مهم است. روش¬هاي مختلفي براي تشخيص اين بيماري صورت مي گيرد. در روش¬هاي رايج بيشتر از روش هاي ايمنولوژيكي براي اندازه گيري آنتي ژن اختصاصي سرطان پروستات(PSA) استفاده مي شود. در بيماري سرطان پروستات ميزان PSA افزايش مي يابد. اختراع حاضر مربوط به طراحي و ساخت يك نانوحسگر بر پايه نانو ذرات كربني ( نانو تيوب-هاي كربني) و نقاط كوانتومي كادميوم سلنيوم(QD) براي اندازه گيري ميزان بيوماركر اختصاصي سرطان (PSA) مي باشد. در طراحي اين نانوحسگر ابتدا توالي آپتامري اختصاصي متصل شونده به PSA شناسايي و طراحي گرديد. سپس توالي مربوطه با استفاده ماده فلورسنت¬زاي FAMو QD نشاندار گرديد. آپتامر نشان دار شده در سطح نانو ذرات كربني تثبيت شد. در اثر تثبيت آپتامر نشان دار در سطح نانو ذره كربني، فلورسانس نشري خاموش شد. در صورتيكه در محلول PSA وجود داشته باشد، در اثر اتصال PSA به آپتامر، ساختار فضايي آن تغيير يافته و از سطح نانو ذره كربني جدا شده و دوباره نشر فلور سانسي آن افزايش ظاهر مي شود. با افزايش PSA غلظت ميزان نشر افزايش يافت. بعد از طراحي و آماده سازي، نانوحسگر فوق در نمونه بيمار و سالم آزمايش شد و توانست ميزان PSA را در هر دو نمونه اندازه گيري نموده و بيماري سرطان پروستات را تشخيص دهد.

ابداع حاضر كلونينگ و تهيه سلولهاي E.coli BL21 تراريخته است كه قادر هستند اينترلوكين 2-- انساني را در سيتوپلاسم خود بيان كنند سلول هاي تراريخته تهيه شده محتوي پلاسميد pEThIL هستند كه اينترلوكين 2-- انساني را تحت كنترل پروموتور T7 كد مي كند اين سلول ها به آمپي سيلين مقاوم بوده دو در حضور اين آنتي بيوتيك رشد كرده و به اين طريق از سلول هاي فاقد پلاسميد قابل جدا سازي هستند بيان اينترلوكين 2-- انساني در اين سلول ها بصورت القايي شيميايي بوده و در حضور IPTG (اپزوپروپيل تيو گالاكتوزيد ) انجام ميپذيرد مطالعات نشان داد كه ميزان پروتئين بيان شده در باكتري هاي تراريخته تهيه شده تابعي از غلظت IPTG و ميزان OD(اپتيكال دانسيته) است. بيشترين مقدار پروتئيننو تركيب توليد شده توسط اين سلول ها پس از 2 ساعت انكوباسيون با OD اوليه برابر 0/5 در غلظت هاي IPTG برابر 1 ميلي مولار يا بيشتر انجام مي گيرد (شكل2) اين باكتري ها بيشترين مقدار اينترلوكين 2-- انساني را در حضور IPTGبه مقدار 0/25 مولار در OD هاي برابر 0/25 تا 1 توليد مي كنند ( شكل 3) وجود Tag T7 در ناحيه بالادست cDNA كد كننده اينترلوكين 2-- باعث مي شود كه پروتئين بيان شده در ناحيه -N ترمينال خود محتوي پپتيد T7 Tag باشد كه اين امر موجب مي گردد پروتئين نو تركيب بيان شده علاوه بر آنتي بادي هاي ضد اينترلوكين 2-- با آنتي بادي هاي ضد T7 Tag نيز قابل شناسايي و همچنين قابل جداسازي باشد.

بذور مصنوعي بذوري هستند كه در اثر توليد جنين سوماتيكي در شرايط آزمايشگاه و پوشش دار كردن آنها توسط هيدروژنها توليد مي گردند. براي توليد بذور مصنوعي سيب زميني ابتدا ريز نمونه هاي گياه سيب زميني در محيط درون شيشه كشت بافت شدند. بعد از توليد كالوس ، سلولهاي كالوس وارد محيط مايع شدند. بعدا سلولهاي سيب زميني به حالت سوسپانسيون درآمده و در محيط كشت مايع حاوي زاتين جنين هاي سوماتيكي القاء و توليد شدند. نهايتا بعد از رشد و بالغ شدن جنين هاي سوماتيكي،ي آنها براي پوشش دار شدن با هيدروژل تركيبي آلژينات سديم - كربوكسي متيل سلولز پوشش دار شدند. هيدروژل مورد استفاده د توليد اين بذور، يك هيدروژل بسيار مناسب از نظر قدرت حفظ و جذب آب و عدم سميت و قابليت گرانوله شدن مي باشد. اين بذور مصنوعي توليد شده مثل بذور طبيعي قابليت توليد گياه كامل را دارند.

ساخت نانو حسگر زيستي بر پايه نانو تيوب هاي كربن و نانو ذرات ZrO2 براي تشخيص موجودات GMO نانو حسگر ساخته شده يك حسگر زيستي است كه براي اولين بار بر پايه نانو مواد براي تشخيص و شناسايي موجودات GMO گياهي مي باشد. در اين حسگر از نانو تيوب هاي كربن و نانو ذرات اكسيد زيركونيوم Zro2 استفاده شده است. با استفاده از اين نانو مواد، سطح يك الكترود معمولي از نوع شيشه اي GCE اصلاح و تغيير داده شد. بعد از اصلاح سطح الكترود با نانو مواد يك قطعه كوچك DNA تك رشته از ژنوم گياهان GMO با اندازه 23 نوكلئوتيد به عنوان پرب بر سطح نانو الكترود تثبيت گرديد. نانو الكترود حاوي پرب DNA تثبيت شده، نانو حسگري است كه مي تواند هر نوع گياه GMO را در سريع ترين زمان تشخيص دهد. اساس كار اين نانو حسگر از نوع ولتامتري مي باشد. كه در آن مي توان سيگنال ناشي از اكسيداسيون - احياء مولكول نشانگر متيلن بلو MB متصل به باز گوانين مولكول DNA را به سيگنال بيولوژيكي تبديل كرده و GMO بودن و نبودن محصول را تشخيص و در آن را اندازه گيري نمود.