شماره مدرك
20352
شماره راهنما
2351 دكتري
پديد آورنده
پورشريفي، نازنين
عنوان
ساخت و مشخصهيابي سازه نانوليفي حاوي پليپيرول جهت كاربرد به عنوان حسگرزيستي تشخيص سرطان
مقطع تحصيلي
دكتري
گرايش تحصيلي
تكنولوژي نساجي
محل تحصيل
اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
سال دفاع
1404
صفحه شمار
سيزده، 103 ص.، مصور، جدول، نمودار
توصيفگر ها
نانوالياف پليآميد6 , پليپيرول , حسگر زيستي الكتروشيميايي , آمپرومتري , تايروزيناز , سرطان پوست (ملانوما)
تاريخ ورود اطلاعات
1404/05/06
كتابنامه
كتابنامه
رشته تحصيلي
مهندسي نساجي
دانشكده
مهندسي نساجي
تاريخ ويرايش اطلاعات
1404/05/07
كد ايرانداك
23146224
چكيده فارسي
سرطان به عنوان دومين عامل مرگومير در جهان، همواره نيازمند توسعهي روشهاي تشخيصي سريع، غيرتهاجمي و دقيق بوده است. در ميان انواع سرطانها، ملانوما به دليل سرعت بالاي پيشرفت و قدرت متاستاز بالا، از اهميت ويژهاي برخوردار است. يكي از راهبردهاي مؤثر در تشخيص زودهنگام اين بيماري، استفاده از حسگرهاي زيستي الكتروشيميايي است كه به دليل حساسيت بالا، گزينشپذيري مناسب و سادگي عملكرد جايگاه ويژهاي در مطالعات نوين پيدا كردهاند. در اين پژوهش، با هدف ساخت يك حسگر زيستي الكتروشيميايي كارآمد براي تشخيص آنزيم تايروزيناز (Tyr)، سازهي نانوليفي بر پايهي نانو الياف پليآميد6 (PA6) و پوششدهي با پليپيرول (PPy) طراحي و توليد شد. به منظور بررسي تاثير سطح مخصوص بر عملكرد حسگر زيستي، نانوالياف با دو نوع آرايش ساختاري (تصادفي و آرايشيافته) با تغيير سرعت درام چرخان در فرايند الكتروريسي توليد شدند. سپس سطح نانوالياف با مونومر Py از طريق سنتز شيميايي در حضور دو دوپانت مختلف، سديم پارا-تولوئن سولفونات (NaPTS) و ليتيم پركلرات (LiClO₄)پوششدهي شد. جهت عاملدار كردن سطح نانوالياف رسانا و قراردادن دوپامين (DA) از دو ماده 3- آمينو پروپيل (تري اتوكسي سيلان) (APTES) وگلوتارآلدهيد (GA) نيز استفاده گرديد و توسط آزمون كرونوآمپرومتري (CA) جريان اكسايشي DA در برابر آنزيم Tyr بررسي شد. بهمنظور مشخصهيابي نمونهها از روشهاي FESEM، EDX، FTIR، XPS، XRD، اندازهگيري مقاومت سطح (4-Probe)، زاويه تماس آب (CAM)، آناليز حرارتي (TGA)، توپوگرافي سطحي (AFM) و آزمونهاي الكتروشيميايي نظير ولتامتري چرخهاي (CV) و آمپرومتري (CA) استفاده گرديد. شايان ذكر است كه عملكرد حسگر زيستي در دو محيط مايع ميانبافتي (ISF) و سرم خون انسان مورد بررسي قرارگرفت. نتايج نشاندهندهي پاسخ خطي حسگر نسبت به آنزيم Tyr در بازه 9/0-1/0 ميليگرم بر ميليليتر بود. در محيط ISF، حد تشخيص (LOD) براي نانوالياف تصادفي و آرايشيافته به ترتيب برابر با 13/0 و 03/0 ميليگرم بر ميليليتر و حساسيتها به ترتيب μA•mg⁻¹•mL•cm⁻² 30/45 و 97/95 اندازهگيري شد. در محيط سرم انساني، مقادير LOD به ترتيب به 047/0 و 029/0 ميليگرم بر ميليليتر و حساسيتها به ترتيب برابر با μA•mg⁻¹•mL•cm⁻² 17/36 و 60/76 بهدست آمد. مطالعهي حاضر نشان ميدهد كه استفاده از نانوالياف آرايشيافته به دليل افزايش سطح فعال و نظم ساختاري بهتر، ميتواند عملكرد حسگرهاي زيستي را از لحاظ حساسيت، تكرارپذيري و پايداري بهبود دهد. اين يافتهها افقهاي نويني براي توسعهي ابزارهاي تشخيصي سريع، كمهزينه و غيرتهاجمي در تشخيص سرطان ملانوما فراهم ميسازند.
كلمات كليدي: نانوالياف پليآميد6 (PA6)،پليپيرول (PPy) ، حسگر زيستي الكتروشيميايي، آمپرومتري، تايروزيناز(Tyr)، سرطان پوست (ملانوما)
چكيده انگليسي
Cancer, as the second leading cause of death worldwide, has always demanded the development of rapid, non-invasive, and accurate diagnostic methods. Among various types of cancer, melanoma holds particular significance due to its high rate of progression and strong metastatic potential. One of the most effective strategies for early detection of melanoma is the use of electrochemical biosensors, which have gained prominence in modern research thanks to their high sensitivity, good selectivity, and operational simplicity.In this study, with the aim of constructing an efficient electrochemical biosensor for the detection of the enzyme tyrosinase (Tyr), a nanofibrous scaffold based on polyamide 6 (PA6) and polypyrrole (PPy) was designed and fabricated. To investigate the effect of specific surface area on biosensor performance, nanofibers with two different structural alignments (random and aligned) were produced by varying the rotating drum speed during the electrospinning process. Subsequently, the nanofiber surfaces were coated with pyrrole monomer (Py) through chemical polymerization in the presence of two different dopants: sodium p-toluenesulfonate (NaPTS) and lithium perchlorate (LiClO₄).To further functionalize the conductive nanofiber surfaces and immobilize dopamine (DA), two chemical agents, 3-aminopropyltriethoxysilane (APTES) and glutaraldehyde (GA) were employed. The oxidative current response of DA in the presence of the enzyme Tyr was then evaluated using chronoamperometric (CA) measurements.Comprehensive characterization of the fabricated structures was carried out using field emission scanning electron microscopy (FESEM), energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDX), Fourier-transform infrared spectroscopy (FTIR), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), X-ray diffraction (XRD), four-point probe surface resistivity measurements, contact angle measurements (CAM), thermogravimetric analysis (TGA), atomic force microscopy (AFM), and electrochemical techniques such as cyclic voltammetry (CV) and chronoamperometry (CA).Notably, the biosensor’s performance was evaluated in both interstitial fluid (ISF) and human serum. The biosensor showed a linear response to Tyr in the range of 0.1–0.9 mg/mL. In ISF, LOD values were 0.13 mg/mL (random) and 0.03 mg/mL (aligned), with sensitivities of 45.30 and 95.97 µA.mg⁻¹.mL.cm⁻², respectively. In human serum, LODs were 0.047 and 0.029 mg/mL, and sensitivities were 36.17 and 76.60 µA.mg⁻¹.mL.cm⁻², respectively. These findings confirm that aligned nanofibers, due to their higher active surface area and improved structural organization, significantly enhance biosensor performance in terms of sensitivity, reproducibility, and stability. This approach offers a promising pathway for the development of rapid, low-cost, and non-invasive diagnostic tools for melanoma detection.
Keywords: Polyamide 6 (PA6) nanofibers, Polypyrrole (PPy), Electrochemical biosensors, Amperometry, Tyrosinase, Skin cancer (melanoma)
استاد راهنما
داريوش سمناني , حسين فشندي
استاد مشاور
علي اصغر انصافي , عليرضا صنعتي
استاد داور
محمد رفيعي نيا , محسن مومني , فرزانه عليحسيني , افسانه ولي پوري