شماره راهنما :
1930 دكتري
پديد آورنده :
ماندني، سودابه
عنوان :
ساخت و توسعه‌ي نانو حامل‌ها و زيست‌حسگرها‌ي سازگار با محيط زيست بر پايه‌ي آپتامر و نقاط كوانتومي براي جنتامايسين، متاآمفتامين، انسولين، هموگلوبين و جيوه
محل تحصيل :
اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
صفحه شمار :
بيست و دو، 223ص.: مصور، جدول، نمودار
استاد راهنما :
بهزاد رضايي
استاد مشاور :
علي اصغر انصافي
توصيفگر ها :
رسانش هدفمند دارو , اپتامر , حسگر نوري , حسگر الكتروشيميايي , حسگر فوتواكتروشيمايي
استاد داور :
محمد سراجي، كيومرث زرگوش، غلامحسين عظيمي گندماني
تاريخ ورود اطلاعات :
1401/04/13
تاريخ ويرايش اطلاعات :
1401/04/15
چكيده فارسي :
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.
چكيده انگليسي :
In the first part, a pH-sensitive quantum dots (QDs) gatekeeper drug delivery system was proposed for gentamicin (GEN). Mesoporous silica nanoparticles (MSNs)، as a biocompatible and popular vehicle with unique loading efficiency in drug delivery systems، were used as GEN nanocarriers. Acid-decomposable 3-mercaptopropionic acid capped-ZnS QDs (MPA-ZnS QDs), biocompatible and water-soluble nanoparticles، have been employed to sealed the nanopores to obstruct premature drug (GEN) release. Encapsulation efficiency (EE=73.5% ± 1.3) and drug loading (DL= 22.8% ± 0.33) of GEN loaded MSNs was estimated. The release process was investigated in phosphate buffer saline (PBS) (pH=7.4) and a citrate buffer solution (pH=5.4) by using a simple spectroscopy (purple GEN-ninhydrin complex) technique for 20 days.
In the second part, a simple and biocompatible sensitive optical probe was developed based on molecularly imprinted polymers (MIPs) technique and by using green CQDs and mesoporous structured imprinting microspheres (SiO2@CQDs@ms-MIPs) for methamphetamine (MA). CQDs (ФF = 33%) were synthesized via the hydrothermal method using natural chewing gum as carbon source. SiO2 nanoparticles were used as the backup substrate for the placement of CQDs. When MA is present، the fluorescence response of MIPs enhances. This is caused by the passivation and adjustment of active clusters that are present on the surface of CQDs. By this optical sensor، the favorable linear range (5.0-250 µM) and the limit of detection (1.6 µM) were obtained.
In the third part, a novel optical aptasensor with excellent sensitivity and high selectivity was fabricated as a tool for insulin determination in human blood plasma. The performance of the probe is based on surface energy transfer (SET) between thioglycolic acid capped indium phosphide/zinc sulfide quantum dots (TGA-InP/ZnS QDs) (donor) and Ag-nanoplates (acceptor). Ag-nanoplates with well surface plasmon resonance (SPR)، high extinction coefficient، viability، good optical and chemical stability act as fluorescence signal quencher. Insulin aptamer strands (Ap) was used as the biorecognition element and linked to the QDs surface by the covalent bonds (Ap-QDs). In the absence of insulin، Ap-QDs are adsorbed on the Ag-nanoplates surface and fluorescence intensity quenched. By adding insulin to the media، due to the high aptamer affinity to the insulin، AP-QDs getting away from Ag-nanoplates and the fluorescence signal of QDs was restored related to the insulin quantity. In the optimized situations probe works in the linear range (LR) (0.001-5000 nM) with a limit of detection (LOD = 0.5 pM).
استاد راهنما :
بهزاد رضايي
استاد مشاور :
علي اصغر انصافي
استاد داور :
محمد سراجي، كيومرث زرگوش، غلامحسين عظيمي گندماني
