سرطانروده بزرگ،يكيازشايعترينسرطانهادرجهاناستوهيچدرمانموثري ندارد. بنابراين،توسعهروشهايجديدبرايتشخيصزودهنگاماين سرطان،موردنيازاست. ردياب هايشناساگرزيستي،مانندگيرنده هايسنتزيوآپتامر،يك عامل شناساگر مناسببرايتشخيصمولكولهايزيستيمهمهستند. در اين پروژه، يك آپتاحسگر ايمپديمتري با معماري ساندويچي برمبناي الكترودهاي شبكه چاپي گرافيت اصلاح شده با بسترهاي مزوحفره عاملدار شده و نانو ذرات طلا براي شناسايي واندازه گيري بدون نشانگر سلول هاي سرطاني CT26 تهيه شده است.نتايجبهدستآمدهازمطالعاتطيف سنجيامپدانسالكتروشيمياييو ولتامتريچرخهاينشاندادكهآپتاحسگر ساخته شده ميتواندبهطوراختصاصي،سلولهايCT26را با حد تشخيص كم و درمحدودهغلظتي وسيع به طور الكتروشيميايي شناسايي كند.

تشخيص بهتر، پيشگيري و درمان بسياري از بيماريها، نيازمند ابزارهايي با عملكرد سريع و دقت كافي براي تعيين توالي DNA مي¬باشد. شناسايي نقص¬هاي ژنتيكي به كمك ابزارهاي زيستي در آزمايشگاههاي تشخيص طبي، مستلزم صرف وقت و هزينه زياد است. در نتيجه، در اين اختراع كه در زمينه نانو زيست فناوري مي¬باشد، مبادرت به ساخت زيست¬حسگر با استفاده از سيستم پيل سوختي ميكروبي(MFC) شده است كه در جهت بدست آوردن اطلاعاتي در مورد توالي يك ژن خاص در مقايسه با روش¬هاي دورگه سازي مرسوم، ساده تر، قابل حمل، سريعتر و ارزانقيمت تر مي¬باشد. سيستم MFC، متشكل از دو محفظه آندي و كاتدي مي¬باشد كه بوسيله يك غشاي مبادله كننده آنيون و كاتيون از هم جدا شده اند و از ميكروارگانيسم¬ها براي توليد الكتريسيته استفاده مي¬شود. اين زيست حسگر، با اتصال DNAي عاملدار شده بوسيله تيول، بعنوان كاوشگر بر سطح الكترود گرافيت اصلاح شده با نانو ذرات طلا در خانه كاتدي ساخته شده است. از يك مولتي متر ديجيتالي هم براي اندازه گيري اختلاف جريان قبل و بعد از دورگه سازي استفاده مي گردد. گزينش پذيري اين زيست حسگر با استفاده از توالي¬هاي هدف مكمل و غير مكمل و همچنين توالي هدف حاوي تك باز اشتباه، مورد بررسي قرار گرفته است. بعد از تخمين حد تشخيص، از اين زيست حسگر جهت تعيين مقدار توالي DNAي هدف در سرم خون انسان استفاده شده است.

تهيه آپتاحسگر الكتروشيميايي براي تشخيص اپيروبيسين، با استفاده از سنجش اتصال رقابتي ، در حضور شناساگر ضد سرطان كوركومين اپيروبيسين (EPI)، از دسته آنتي بيوتيك هاي ضدسرطان است كه براي درمان طيف گسترده اي از سرطان ها مصرف مي شود. با اين حال، كاربرد باليني اپيروبيسين بنا به دلايلي، مانند: خاصيت سمي قوي، نارسايي قلبي وابسته به دوز تجمعي و اختلال در فعاليت مغز استخوان، محدود است. به همين دليل، نظارت بر غلظت اپيروبيسين و بهينه سازي دوز آن براي رسيدن به حداكثر اثر درماني با حداقل واكنش هاي سمي، مهم است. در اين پروژه به ترتيب، از آپتامر، كوركومين و نانوچند سازه كيتوسان/مايع يوني/نانولوله¬هاي كربني به عنوان پروب انتخاب پذير EPI، شناساگر و بستري براي تثبيت آپتامر استفاده شد . همچنين از آزمون اتصال رقابتي بين EPI و رشته مكمل آپتامر، توانايي و كارايي آپتاحسگر براي تشخيص EPI مورد بررسي قرار گرفت. نتايج به دست آمده نشان داد كه آپتاحسگر ساخته شده مي تواند به طور اختصاصي، ملكول هاي EPI را با حد تشخيص كم و در محدوده غلظتي وسيع با روش هاي الكتروشيميايي شناسايي كند. از اين آپتاحسگرها مي¬توان در مراكز درماني براي تشخيص و اندازه¬گيري كمي EPI با گزينش‌پذيري و حساسيت بالا استفاده نمود.

سرطان پروستات، دومين سرطان شايع بعد از سرطان پوست و دومين سرطان مرگ آور پس از سرطان ريه، در مردان است و هيچ درمان موثري ندارد. بنابراين، توسعه روش هاي جديد براي تشخيص زود هنگام اين سرطان، مورد نياز است. ردياب هاي شناساگر زيستي، مانند پروتئين¬ها، گيرنده هاي سنتزي و DNA ، يك عامل شناساگر مناسب براي تشخيص مولكولهاي زيستي مهم هستند. در اين پروژه، يك زيست¬حسگر DNA برمبناي الكترودهاي شبكه چاپي گرافيت اصلاح شده با نانو چند سازه ¬هاي مغناطيسي عاملدار شده براي شناسايي و اندازه گيري بدون نشانگر ژن سرطان پروستات تهيه شده است. نتايج به دست آمده از مطالعات الكتروشيميايي نشان داد كه زيست حسگر ساخته شده مي تواند به طور اختصاصي، توالي DNA¬ي ژن سرطان پروستات را با حد تشخيص كم و در محدوده غلظتي وسيع شناسايي كند.

نقش باكتري¬هاي بيماري¬زا بر جنبه‌هاي مختلف زندگي بشر، نظير بهداشت و درمان، صنايع غذايي، كنترل كيفيت محصولات اهميت زيادي دارد. باكتري سودوموناس آئروژينوزا يكي از مهم¬ترين باكتري¬هاي فرصت طلب است كه باعث عفونت¬هاي حاد و مزمن بيمارستاني در افراد بستري در بيمارستان مي¬شود. سودوموناس آئروژينوزا، به ويژه در بيماران داراي نقص سيستم ايمني، مانند سرطان و ايدز، كه نياز به بستري شدن طولاني مدت دارند، منجر به عواقب جبران ناپذيري مي¬گردد. در نتيجه، علاوه بركارآمد بودن روش شناسايي باكتري سودوموناس آئروژينوزا، نياز به زمان كمتري براي رسيدن به¬جواب بايد وجود داشته باشد. روش¬هاي متداول تشخيص اين باكتري بيماري¬زا اگرچه حساسيت خوبي دارند، ولي اغلب خيلي زمان¬بر بوده. در اين مطالعه، يك آپتاحسگرها الكتروشيميايي براي تشخيص و اندازه¬گيري باكتري سودوموناس آئروژينوزا با بهره گيري از آپتاحسگر الكتروشيميايي مبتني بر الكترود صفحه چاچي كربني اصلاح شده با نانوچندسازه¬ي MIL-101 (Cr)/MWCNT گزارش مي¬شود. فرآيند سنجش بر مبناي الكترواكسايش نقره نانوچند سازه AgNPs/c-g-C3N4/Apt صورت مي¬گيرد كه به باكتري سودوموناس آئروژينوزا تثبيت شده بر روي سطح اين آپتاحسگر الكتروشيميايي متصل شده است. آپتاحسگر الكتروشيميايي، انتخاب پذيري بالا و حساسيت بالايي را به همراه حد تشخيص پايين CFU.mL-1 1 با يك محدوده خطي وسيع جهت تشخيص و اندازه¬گيري ولتامتري باكتري سودوموناس آئروژينوزا نشان داد. Ultrasensitive electrochemical aptasensor based on immobilization of aptamer onto carbon nanotubes and metal–organic frameworks modified graphite screen printed electrodes for detection of pathogenic bacteria pseudomonas aeruginosa by differential pulse voltammetry method

آلودگي هاي باكتريايي از مهم ترين تهديد كننده هاي بهداشت و سلامت عمومي به شمار مي آيند و مشكلات اجتماعي و اقتصادي فراواني را به دنبال دارند. اسينتوباكتر بوماني يكي از پاتوژن هاي مهم بيمارستاني است كه كنترل عفونت هاي حاصل از آن، به علت مقاومت هاي دارويي چندگانه مشكل است. باكتري بيماريزا اسينتوباكتر بوماني به ويژه در بيماران داراي نقص سيستم ايمني، مانند سرطان و ايدز، كه نياز به بستري شدن طولاني مدت دارند، منجر به عواقب جبران ناپذيري مي گردد. لذا توجه محققين به پژوهش هاي گسترده براي توسعه روش هاي سريع تر و ساده تر معطوف شده است. اين روش هاي جديد كمك مي كند تا نتايج را با همان دقت و اطمينان بالا، در زمان كوتاه تر و با بهره گيري از تجهيزات ساده تر فراهم كنند. فناوري استفاده از زيست حسگرها با بهره گيري از گيرنده هاي تشخيصي گزينش پذير، اين نويد را مي دهد كه همان نتايج دقيق و مطمئن را در زمان كوتاه تر و با نياز به تجهيزات ساده تر فراهم كند. اختراع حاضر يك آپتاحسگرها الكتروشيميايي براي تشخيص و اندازه گيري باكتري بيماريزا اسينتوباكتر بوماني با بهره گيري از آپتاحسگر الكتروشيميايي مبتني بر الكترود صفحه چاچي كربني اصلاح شده با نانوچندسازه ي Fe3O4@SiO2@Gly جهت اندازه‎ گيري و سنجش سريع و حساس باكتري بيماريزا اسينتوباكتر بوماني انجام گرفت. فرآيند سنجش بر مبناي تغييرات در نمودار نايكوئيست صورت مي گيرد. آپتاحسگر الكتروشيميايي، انتخاب پذيري بالا و حساسيت بالايي را به همراه حد تشخيص پايين CFU.mL-1 150 با يك محدوده خطي وسيع جهت تشخيص و اندازه گيري باكتري بيماريزا اسينتوباكتر بوماني نشان داد. همچنين اين اختراع از تكرار پذيري بالايي برخوردار است.

تريپتوفان يك اسيد آمينه ضروري است كه نقش مهمي در متابوليسم و پيشبرد فرآيندهاي مختلف بدن دارا مي¬باشد. از آنجايي كه بدن قادر به توليد اين اسيد آمينه نيست، وجود آن در رژيم غذايي امري حياتي است. لازم به ذكر است كه مصرف ناكافي و در مقابل زياد تريپتوفان مي¬تواند منجر به بروز مشكلاتي در سلامت انسان گردد، به¬طوري كه كمبود اين اسيد آمينه ضروري، منجر به ايجاد بيماري-هايي، مانند زوال عقل و پاركينسون مي¬شود، در حالي كه مصرف بيش از حد آن، ممكن است باعث بروز مشكلاتي مانند زخم¬هاي دهان و درد عضلاني گردد. بنابراين، استفاده از روشي دقيق، حساس و مقرون به صرفه، مانند به¬كارگيري آپتاحسگرهاي الكتروشيميايي براي اندازه¬گيري ميزان تريپتوفان در مواد غذايي بسيار ضروري است. در اختراع حاضر، به منظور تشخيص و اندازه¬گيري تريپتوفان، يك آپتاحسگر الكتروشيميايي فوق حساس مبتني بر الكترود كربن شيشه¬اي اصلاح شده با چندسازه كروي و توخالي Au-Cu@NiCo-MOF طراحي شد. هر مرحله¬ي ساخت آپتاحسگر از طريق زوج اكسنده/كاهنده¬ي[Fe(CN)6]3-/4- با استفاده از ولتامتري چرخه¬اي و طيف‌بيني امپدانس الكتروشيميايي مورد بررسي قرار گرفت. مطالعه¬ي نمودارهاي نايكوئيست طيف‌بيني امپدانس الكتروشيميايي غلظت¬هاي مختلف تريپتوفان در سطح آپتاحسگر الكتروشيميايي طراحي شده و درنتيجه رسم نمودار معيارگيري از تغييرات مقاومت انتقال بار نسبت به لگاريتم تغييرات غلظت تريپتوفان نشان داد كه آپتاحسگر طراحي شده توانايي اندازه¬گيري تريپتوفان را در محدوده خطي غلظتي خطي fM 5/0 تا nM 200 با حد تشخيص fM 14/0 دارا مي¬باشد. با توجه به نتايج به¬دست آمده، آپتاحسگر تهيه شده داراي محدوده خطي گسترده، حد تشخيص بسيار كم، تكرارپذيري خوب و پايداري بالا است. در نهايت توانايي روش پيشنهادي با اندازه¬گيري تريپتوفان در نمونه¬هاي غذايي حبوبات، مانند گندم، نخود و عدس تاييد شد.

تريپتوفان يك اسيد آمينه ضروري است كه نقش مهمي در متابوليسم و پيشبرد فرآيندهاي مختلف بدن دارا مي¬باشد. از آنجايي كه بدن قادر به توليد اين اسيد آمينه نيست، وجود آن در رژيم غذايي امري حياتي است. لازم به ذكر است كه مصرف ناكافي و در مقابل زياد تريپتوفان مي¬تواند منجر به بروز مشكلاتي در سلامت انسان گردد، به¬طوري كه كمبود اين اسيد آمينه ضروري، منجر به ايجاد بيماري-هايي، مانند زوال عقل و پاركينسون مي¬شود، در حالي كه مصرف بيش از حد آن، ممكن است باعث بروز مشكلاتي مانند زخم¬هاي دهان و درد عضلاني گردد. بنابراين، استفاده از روشي دقيق، حساس و مقرون به صرفه، مانند به¬كارگيري آپتاحسگرهاي الكتروشيميايي براي اندازه¬گيري ميزان تريپتوفان در مواد غذايي بسيار ضروري است. در اختراع حاضر، به منظور تشخيص و اندازه¬گيري تريپتوفان، يك آپتاحسگر الكتروشيميايي فوق حساس مبتني بر الكترود كربن شيشه¬اي اصلاح شده با چندسازه كروي و توخالي Au-Cu@NiCo-MOF طراحي شد. هر مرحله¬ي ساخت آپتاحسگر از طريق زوج اكسنده/كاهنده¬ي[Fe(CN)6]3-/4- با استفاده از ولتامتري چرخه¬اي و طيف‌بيني امپدانس الكتروشيميايي مورد بررسي قرار گرفت. مطالعه¬ي نمودارهاي نايكوئيست طيف‌بيني امپدانس الكتروشيميايي غلظت¬هاي مختلف تريپتوفان در سطح آپتاحسگر الكتروشيميايي طراحي شده و درنتيجه رسم نمودار معيارگيري از تغييرات مقاومت انتقال بار نسبت به لگاريتم تغييرات غلظت تريپتوفان نشان داد كه آپتاحسگر طراحي شده توانايي اندازه¬گيري تريپتوفان را در محدوده خطي غلظتي خطي fM 5/0 تا nM 200 با حد تشخيص fM 14/0 دارا مي¬باشد. با توجه به نتايج به¬دست آمده، آپتاحسگر تهيه شده داراي محدوده خطي گسترده، حد تشخيص بسيار كم، تكرارپذيري خوب و پايداري بالا است. در نهايت توانايي روش پيشنهادي با اندازه¬گيري تريپتوفان در نمونه¬هاي غذايي حبوبات، مانند گندم، نخود و عدس تاييد شد.

تب خونريزي‌دهنده كريمه–كنگو، يك بيماري ويروسي حاد و مشترك بين انسان و حيوان است كه از طريق گزش كنه آلوده، تماس با بافت يا خون حيوانات آلوده، يا ترشحات افراد مبتلا منتقل مي‌شود. به‌دليل ميزان بالاي مرگ‌ومير، نبود درمان يا واكسن مؤثر و قابليت انتقال گسترده، اين بيماري به‌عنوان تهديدي جدي براي سلامت عمومي شناخته مي‌شود. در پاسخ به نياز فوري براي روش‌هاي تشخيص سريع و كم‌هزينه، به‌ويژه در مناطق محروم، يك ايمونوحسگر الكتروشيميايي حساس طراحي و ارزيابي شد. اين زيست حسگر بر پايه نانوالياف كربني اصلاح‌شده با نانوگل‌هاي فسفات مس، ساخته شد كه به‌عنوان يك بستر انعطاف‌پذير و رسانا براي تثبيت آنتي بادي ويروس موردنظر جهت طراحي ايمونو حسگر الكتروشيميايي پيشنهادي به كار رفت. از جريان دماغه‌ي كاتدي در روش ولتامتري موج مربعي به عنوان علامت تجزيه اي براي تشخيص و اندازه گيري ويروس تب خونريزي‌دهنده كريمه– كنگو استفاده گرديد. نتايج حاصله نشان داد كه اين ايمونو حسگر قادر به شناسايي ويروس در بازه‌ي غلظتي 10 × 00/1 تا PFU/mL 108 × 00/1 با حد تشخيص PFU/mL 30/3 است. اين سامانه از ويژگي‌هايي، نظير محدوده خطي گسترده، حساسيت بالا، پايداري مطلوب و تكرارپذيري خوب برخوردار بوده و كارايي آن در نمونه‌هاي واقعي سرم خون نيز تأييد شد. اين حسگر نويدبخش توسعه ابزارهاي قابل‌حمل براي تشخيص سريع ويروس تب خونريزي‌دهنده كريمه–كنگو است.