دانلود پایان نامه:اصلاح الکترود خمیرکربن با نانو ذرات SiO2 و کاربرد آن به عنوان زیست حسگر الکتروشیمیایی در بررسی برهم­کنش ساختار DNA­-i-motif با تاموکسیفن و اندازه­گیری الکتروشیمیایی آن

متن کامل پایان نامه مقطع کارشناسی ارشد رشته :شیمی

گرایش : تجزیه

عنوان : اصلاح الکترود خمیرکربن با نانو ذرات SiO2  و کاربرد آن به عنوان زیست حسگر الکتروشیمیایی در بررسی برهم­کنش ساختار DNA­-i-motif با تاموکسیفن و اندازه­گیری الکتروشیمیایی آن

دانشگاه مازندران

دانشکده شیمی

پایان نامه ­ی دوره کارشناسی ارشد در رشته­ شیمی تجزیه

 

موضوع:

اصلاح الکترود خمیرکربن با نانو ذرات SiO2  و کاربرد آن به عنوان زیست حسگر الکتروشیمیایی در بررسی برهم­کنش ساختار DNA­-i-motif با تاموکسیفن و اندازه­گیری الکتروشیمیایی آن

 

استاد راهنما:

دکتر جهانبخش رئوف

 

استاد مشاور:

دکتر رضا اوجانی

 

بهمن 1393

برای رعایت حریم خصوصی نام نگارنده پایان نامه درج نمی شود(در فایل دانلودی نام نویسنده موجود است)تکه هایی از متن پایان نامه به عنوان نمونه :(ممکن است هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل است)فهرست مطالبعنوان                                                                                                            صفحهفصل اول: مقدمهمقدمه.................................................................................................................................................................................. 2فصل دوم: تئوری                                                                                                                                    2-1- الکترودهای اصلاح شده شیمیایی............................................................................................................................ 112-2- حسگرها................................................................................................................................................................... 132-3- حسگرهای الکتروشیمیایی....................................................................................................................................... 132-4- زیست حسگرها........................................................................................................................................................ 152-5- زیست حسگرهای الکتروشیمیایی DNA.............................................................................................................. 162-6- ساختار مولکول DNA........................................................................................................................................... 182-6-1- DNA سه ­رشته­ای............................................................................................................................................ 232-6-2-  DNA چهار رشته­ای........................................................................................................................................ 242-6-2-الف- G-DNA.................................................................................................................................................. 242-6-2- ب- i-motif...................................................................................................................................................... 252-7- کاوشگرها و تثبیت آن­ها بر سطح مبدل................................................................................................................. 262-7-1- تثبیت DNA کاوشگر از طریق جذب سطحی................................................................................................. 262-7-1-1 جذب سطحی فیزیکی...................................................................................................................................... 272-7-1-2- جذب سطحی در پتانسیل کنترل شده......................................................................................................... 272-7-1-3-تثبیت DNA بوسیله اتصال کوالانسی.......................................................................................................... 272-8- انواع برهم­کنش میان نشانگرها و DNA............................................................................................................... 282-8-1- برهم­کنش الکترواستاتیک................................................................................................................................... 28عنوان                                                                                                                          صفحه2-8-2- برهم­کنش درون رشته­ای.................................................................................................................................. 282-8-3- برهم­کنش با شیار............................................................................................................................................. 282-9- تلومر...................................................................................................................................................................... 292-10-  آنزیم تلومراز...................................................................................................................................................... 29فصل سوم: بخش تجربی3-1-مواد شیمیایی مورد نیاز.......................................................................................................................................... 323-2-وسایل و تجهیزات................................................................................................................................................... 343-3- الکترودهای مورد استفاده....................................................................................................................................... 353-4-تهیه الکترودهای کار............................................................................................................................................... 353-4-1- تهیه­ی الکترود خمیر کربن برهنه (CPE)...................................................................................................... 353-4-2- تهیه الکترود خمیر کربن اصلاح شده با نانوذرات  2 SiO و –L سیستئین / L -Cys) 2NSiO)............... 363-5- بافرهای مورد استفاده برای تثبیت pH ............................................................................................................... 373-6- تهیه محلول­ها....................................................................................................................................................... 383-7- مشخصه­یابی سطح الکترود................................................................................................................................... 38فصل چهارم: اصلاح الکترود خمیر کربن با نانو ذرات 2 SiO و کاربرد آن برای تعیین الکتروشیمایی داروی تاموکسیفن سیترات4-1- مطالعه ولتامتری چرخه­ای الکترودهای کار......................................................................................................... 414-2- مطالعه اسپکتروسکوپی امپدانس الکتروشیمیایی................................................................................................ 424 -3- اثر pH محلول بافر به رفتار الکتروشیمیایی تاموکسیفن سیترات در سطح /CPE 2SiO ............................ 444-4- بررسی رفتار الکتروشیمیایی محلول تاموکسیفن سیترات در سطح الکترودهای خمیر کربن اصلاح شده با نانو ذرات2 SiO...................................................................................... .....................................................................................454-5- اثر سرعت روبش پتانسیل بر رفتار الکتروشیمیایی تاموکسیفن سیترات در سطح /CPE 2SiO ......................... 464-6- تعیین محدوده خطی غلظتی تاموکسیفن سیترات و حد تشخیص روش........................................................... 484-7- اندازه­گیری تاموکسیفن سیترات در نمونه­ حقیقی به کمک روش پیشنهادی..................................................... 50فصل پنجم: اصلاح الکترود خمیر کربن با نانو ذرات  /L-Cys 2 SiO و کاربرد آن به عنوان زیست حسگر الکتروشیمیایی در بررسی برهم­کنش ساختار DNA­-i-motif باتاموکسیفن5-1- کلیات................................................................................................................................................................. 535-2- اهمیت ساختار i-motif DNA............................................................................................................................ 535-3- ویژگی­های CPE/2NSiO / i-Motif DNA........................................................................................................... 565-3-2- مطالعه ولتامتری چرخه­ای چگونگی تثبیت DNA بر روی سطح الکترود اصلاح شده................................. 585-4 –مطالعه رفتار الکتروشیمیایی تاموکسیفن در سطح زیست حسگر الکتروشیمیایی........................................... 595-4-1- ولتامتری چرخه­ای........................................................................................................................................ 595-4-2- ولتامتری موج مربعی.................................................................................................................................... 615-5 - اثر pH  بر رفتار الکتروشیمیایی تاموکسیفن در سطح.................................................................................... 635-6- بررسی طیف سنجی CD.................................................................................................................................. 65   5-7- نتیجه­گیری....................................................................................................................................................... 67نتیجه­گیری نهایی..................................................................................................................................................... 68پیشنهادات برای کارهای آینده.................................................................................................................................... 69مراجع........................................................................................................................................................................... 70چکیده انگلیسیفهرست  شکل­هاعنوان                                                                                                                          صفحهشکل 2-1- ساختار یک حسگر الکتروشیمیایی نوعی................................................................................................ 15شکل 2-2- مراحل تشخیص DNA............................................................................................................................. 17شکل 2-3- شمایی از یک کروموزوم و زنجیر دورشته­ای DNA موجود در داخل کروموزوم و همچنین بازشده قسمتی از DNA با نشان دادن پیوند فسفودی استر بین دو قند پنتوز و همچنین پیوند هیدروژنی بین بازهای آلی در ساختار  دورشته‌ای) parsianshiraz.blogspot.com) DNA. 21شکل2-4- ساختارهای متفاوت DNA ..................................................................................................................... 22شکل2-5- ساختار چهار رشته­ای G-quderplux........................................................................................................ 25شکل2-6- ساختار چهار رشته­ای  i-motif  DNA-.................................................................................................... 26شکل 3-1-الف) فرمول ساختاری و برخی از ویژگی­های تاموکسیفن سیترات و ب) ساختار L- سیستئین.............. 33شکل ۳-2- (الف) دستگاه پتانسیواستات / گالوانواستات اتولب و (ب) سل آزمایشگاهی.......................................... 35شکل3- 3- نمایش نموداری از تهیه الکترود خمیر کربن اصلاح شده........................................................................ 37شکل4-1- ولتاموگرام­های چرخه­ای محلول -4/-3[6(CN)[Fe  M 01/0 دارای NaCl  M 1/0 در سطح (a) CPE   و(b) /CPE 2SiO در سرعت روبش 1-s mV 50....................................................................................................................................................... 41شکل 4-2- نمودار نایکویست مربوط به الکترود خمیر کربن برهنه (a) و الکترود خمیر کربن اصلاح شده با نانو ذرات 2SiO (b) در محلول M  01/0 از زوج اکسنده/کاهنده ]6(CN)[Fe4K/]6(CN)[Fe3 Kحاوی NaCl M  1/0 با سرعت روبش 1-s mV 100..................................................................................................................................................................................... 43شکل 4-3- اکسایش برگشت ناپذیر تاموکسیفن سیترات........................................................................................... 44شکل 4-4- نمودار شدت جریان دماغه اکسایش M 5-10 تاموکسیفن سیترات در سطح CPE/ 2SiO بر حسب pH محلول بافر فسفات M 1/0 .............................................................................................................................................................................. 45عنوان                                                                                                                          صفحهشکل 4-5- ولتاموگرام­های چرخه­ای الکترود خمیر کربن برهنه (a) و خمیر کربن اصلاح شده با نانو ذرات 2SiO (b) در محلول بافر فسفاتM  1/0 با 5/4 pH= دارایM  1/0 NaCl در سرعت روبش پتانسیل 1-s mV 50. (c) نظیر (a) و (d) نظیر (b) در حضور M 5-10 از تاموکسیفن سیترات...................................................................................................................................................... 46شکل 4-6- الف) ولتاموگرام­های چرخه­ای محلول  M  5-10 از تاموکسیفن سیترات در محلول بافر فسفات M 1/0 با  5/4PH=  دارای M 1/0   NaCl در سرعت­های روبش پتانسیل مختلف: a) 25 ،b ) 50،c ) 100،d ) 150،      e ) 200،f ) 300،g ) 400 میلی ولت بر ثانیه در سطح الکترود خمیر کربن اصلاح شده با نانو ذرات 2SiO .        ب) تغییرات بر حسب سرعت روبش پتانسیل (نتایج از ولتاموگرام­های چرخه­ای (الف) بدست آمده­اند)................................................................................................................................... 47شکل 4-7- الف) ولتاموگرامهای پالس تفاضلی تاموکسیفن با غلظتهای مختلف (a) 8-10 ×3 ، (b) 8-10 ×7 ، (c) 7-10، (d) 7-10 ×3،  (e) 7-10 ×5، (d) 7-10 ×7، (f) mol L-1  6-10 درمحلول بافر فسفات 5/4PH= واجدM NaCl  1/0 در سطح /CPE 2NSiO 1-s mV 100 = .υ ب) نمودار تغییرات جریان دماغه آندی بر حسب غلظت تاموکسیفن...................... 49شکل4-8- نمودار شدت جریان دماغه اکسایش تاموکسیفن سیترات بر حسب غلظت تاموکسیفن.......................... 50شکل 5-1- تصویر نموداری از مراحل تهیه زیست حسگر الکتروشیمیایی i-motif DNA.......................................... 55شکل 5-2- تصاویر SEM سطح (الف) CPE برهنه پس از پیش­تیمار الکتروشیمیایی، (ب) CPE/Cys-2NSiO، (ج) CPE/2NSiO/ i-Motif DNAو (د) CPE/Cys-2NSiO/i-Motif DNA........................................................................................................................ 57شکل5-3- ولتاموگرام­های چرخه­ای محلول-4/-3 [6(CN)[Fe  M 01/0 دارای M NaCl 1/0 در بافر فسفات  M1/0 با 5/4 pH= در سطح (a)  CPE (b)  CPE/2NSiO، (c)  CPE/ 2 NSiO/ i-Motif   DNA و (d)  CPE/ Cys- 2 NSiO/i-Motif DNA  در سرعت روبش 1-s mV 50.................................................................................................................................................................................... 59شکل5-4- ولتاموگرام چرخه­ای M 5-10 داروی تاموکسیفن در محلولM  1/0 بافر فسفات با 5/4 pH= دارای M 1/0 NaCl در سطحCPE (a) ، (b) CPE/ Cys- 2 NSiO، (c) CPE/Cys-2 NSiO/i-Motif DNA در سرعت روبش پتانسیل 1-s mV 50..................................................................................................................................................................................... 60شکل5-5- ولتاموگرام موج مربعی CPE/Cys- 2 NSiO/i-motif DNA، در حضور غظت­های فزاینده­ایی از تاموکسیفن:(a) 8-10×7، (b) 7-10، (c) 7-10×5، (d) 7-10×7،  (e)  6-10، (f)  6-10 ×5، (g) 6-10 × 7، (h) M  5-10،  در محلول بافر فسفات 5/4 pH= دارای M 1/0 NaCl . الف) ضمیمه ولتاموگرام­های موج مربعی:(c , NSiO2-Cys/CPE (b ,CPE (a CPE/Cys-2 NSiO/i-motif DNA در غیاب تاموکسیفن. ب) نمودار تغییرات شدت جریان اکسایش تاموکسیفن بر حسب تغییرات غلظت آن....................................... ..............................................................................62شکل5-6-الف) ولتاموگرام موج مربعی محلول تاموکسیفن با غلظت (a)M  4-10 و (b)  M5-10 در بافر فسفات 5/4 pH= در سطح CPE/Cys- 2 NSiO/i-motif DNA، (c) نظیر (a) و (d) نظیر (b) در بافر فسفات M1/0 با0/7 pH=........................................................................................................................................................... 63شکل 5-6- ب) ولتاموگرام موج مربعی محلول تاموکسیفن با غلظت (a)M  4-10 و (b)  M5-10 در محلول بافر فسفات M 1/0 با 5/4 pH= در سطح CPE/Cys- 2 NSiO/dsDNA، (c) نظیر (a) و (d) نظیر (b) در محلول بافر فسفات M 1/0 با0/7 pH=      64شکل 5-7) طیف بینی  CD محلول بافر فسفات  M1/0 با a) 5/4 pH= و b) 0/7 pH= دارای µM i-motif DNA0/1...66فهرست جدول­هاعنوان                                                                                                                            صفحهجدول3-1- موادشیمیایی مورد استفاده در این کار تحقیقاتی........................................................................................ 32جدول4-1- نتایج حاصل از روش پیشنهادی در تعیین غلظت تاموکسیفن در نمونه پلاسما3 n=............................... 51

چکیده

تلومرها کمپلکس­هایی متشکل از DNA و پروتئین می­باشند که نقش مهمی را در جهش­های ژنی و ایجاد سرطان دارند. آنزیم تلومراز، طول کروموزوم را از طریق سنتز تلومرها افزایش داده و در حدود 85% از سرطان­ها فعال است. در انتهای تلومرها یک دو رشته­ای DNA با توالی (5-TTAGGG):(5-CCCTAA) وجود دارد. رشته غنی از سیتوزین قادر است ساختار i-motif DNA را تشکیل دهد. مطالعات نشان داده است که با پایدار کردن این ساختار می­توان از تشکیل ساختار دو رشته­ای و در نتیجه طویل شدن طول تلومرها جلوگیری کرد. داروی تاموکسیفن یک عامل هورمونی ضد استروژن برای درمان سرطان سینه می­باشد که برای مدت زیادی به منظور درمان سرطان سینه به کار می­رود. در این تحقیق در مرحله اول امکان اندازه­گیری الکتروشیمیایی داروی تاموکسیفن سیترات در سطح الکترود خمیر کربن اصلاح شده با  نانو ذرات 2SiO به کمک ولتامتری پالس تفاضلی و ولتامتری چرخه­ای مورد مطالعه قرار گرفت و سنجش مقدار تاموکسیفن در نمونه حقیقی به کمک روش افزایش استاندارد صورت پذیرفت. در مرحله دوم، با طراحی زیست حسگرهایی بر مبنای ساختار i-motif، برهمکنش این ساختار با داروی ضد سرطان تاموکسیفن سیترات، مورد بررسی قرار گرفت. زیست­حسگر الکتروشیمیایی از طریق اصلاح الکترود خمیر کربن (CPE) با نانوذرات 2 SiOو –L سیستئین  سپس تثبیت ساختار i-motif DNA  بر روی سطح تهیه شد و برای بررسی برهم­کنش این ساختار با داروی تاموکسیفن به کار گرفته شد. پایداری ساختار i-motif ، یک استراتژی خوب برای درمان سرطان است، چون می­تواند از واکنش تلومراز در سلول سرطانی جلوگیری کند. برهم­کنش بینi-motif   DNAو دارو تاموکسیفن، در بافر فسفات M 1/0(PBS)  و محلول3[Fe (CN)6]-  از طریق ولتامتری چرخه­ای (CV) و روش ولتامتری موج مربعی (SWV) مورد مطالعه قرار گرفت. دماغه اکسایشی تاموکسیفن بعد از تثبیتDNA i-motif  روی سطح الکترود به دلیل برهم­کنشDNA i-motif  و تاموکسیفن مشاهده شد و با افزایش غلظت داروی تاموکسیفن، سیگنال افزایش می­یابد. از روش طیف­بینی دورنگ نمایی دورانی (CD) برای بدست آوردن اطلاعاتی در مورد نحوه شکل­گیری ساختار و برهم­کنش لیگاند با این ساختار مورد بررسی قرار گرفت و نتایج نشان داد که این ساختار در pH حدود 5/4 ساخته شده، ولی پایداری آن با افزایشpH  محیط کاهش می­یابد. حد تشخیص کاوشگر تثبیت شده بر سطح الکترود خمیر کربن اصلاح شده بر مبنای سه برابر انحراف استاندارد برابرm μ 06/0 تعیین ­شد.واژگان کلیدی: زیست حسگر الکتروشیمیایی DNA ، تاموکسیفن، سلول­های سرطانی، ساختار i-motif DNA

1-1- مقدمه

تشخیصDNA ، یکی از حوزه­های مهم بیولوژی مولکولی و مطالعات زیست فناوری است. تشخیص توالی بازهای خاص در نوکلئیک اسیدهای انسانی، ویروسی و باکتریایی از اهمیت بسزایی در حوزه­های متعدد برخوردار است که دارای کاربرد در تشخیص: عوامل بیماری، ارگانیسم­های آلوده کننده غذایی، تحقیقات زیست محیطی و علوم جنایی می­باشد. از زمانیکه پالیکیک[1]، فعالیت الکتروشیمیایی نوکلئیک اسیدها را کشف کرد [1]، زیست حسگرها امیدهای تازه­ای برای ایجاد روشهای سریع، ارزان و ساده برای تشخیص نوکلئیک اسیدها فراهم ساخته­اند [2]. تشخیص یا آشکارسازی الکتروشیمیایی گونه­های زیستی براساس واکنش­های الکتروشیمیایی است که در طول فرآیندهای تشخیص زیستی اتفاق می­افتد [3] .به علت اینکه واکنش­های الکتروشیمیایی مستقیماً یک علامت الکترونیکی ایجاد می­کنند، نیازی به دستگاه­های گرانقیمت تبدیل علامت وجود ندارد. علاوه­ بر این، به علت اینکه کاوشگر[2] می­تواند براحتی بر روی الکترودها تثبیت شود، تشخیص آن می­تواند توسط آنالیز الکتروشیمیایی ارزانقیمت انجام شود. همچنین سیستم­های قابل حمل برای آزمایشات کلینیکی و تحقیقات زیست­ محیطی توسعه یافته است [4]. ابزارهای الکتروشیمیایی، بسیار حساس، ساده و سریع بوده و براحتی به کار برده می­شوند و با فناوری­های نانو سازگاری دارند. بنابراین به نظر می­رسد، نامزدهای خوبی برای تشخیص سریع و ارزانقیمت بیماری­های ژنی و تشخیص گونه­های بیولوژیکی پاتوژنی می­باشند.یکی از بزرگترین چالش‌ها در قلمرو الکتروشیمی تجزیه­ای، طراحی و ساخت الکترودهایی می‌باشد که در حالت ایده‌آل بتوانند به یک گونه‌ی شیمیایی خاص به صورت کاملاً گزینش‌پذیر و با حساسیت بالا پاسخ دهند. زیست ­حسگرهای[3] الکتروشیمیایی، دسته وسیعی از الکترودهای اصلاح شده می­باشند که امروزه بسیار مورد توجه محققین قرار گرفته­اند [5]. زیست حسگر، ابزاری است که از یک لایه فعال بیولوژیکی به عنوان جزء شناساگر استفاده می­کند تا عوامل فیزیکی برهم­کنش بیولوژیکی را به علامت قابل اندازه­گیری تجزیه­ای تبدیل کند [6]. دو عامل در طراحی یک زیست حسگر مناسب نقش ایفا می­کنند: الف) روش مناسب تثبیت پذیرنده زیستی در سطح مبدل که موجب افزایش طول عمر، حساسیت و پایداری آن می­گردد. ب) انتخاب مبدل مناسب. انواع متداول مبدل­های مورد استفاده در زیست حسگرها، شامل مبدل­های: الکتروشیمیایی  [8 ،7] [3]، نوری (نورتابی[4]، جذب و رزونانس پلاسمون سطح[5] ) [9]، حساس به تغییر جرم [10] و حرارت می باشند [11]. زیست حسگرها خصوصیات و مزایای خوبی، نظیر: آسانی استفاده، سرعت تشخیص مناسب، حساسیت بالا و هزینه کمتر نسبت به روش­های طیف سنجی وکروماتوگرافی مایع با عملکرد بالا را دارا می­باشند که قادرند گونه آزمایشی مورد نظر را در غلظت­های بسیار کم در نمونه‌های بیولوژیکی اندازه­گیری کنند [14-12]. در حقیقت زیست حسگرها، می­توانند با بهره­گیری از هوشمندی مواد بیولوژیک، ترکیب یا ترکیباتی را شناسایی نمایند که با آنها واکنش داده و بدین ترتیب یک پیام شیمیایی، نوری و یا الکتریکی تولید کنند. اساس کار یک زیست حسگر تبدیل پاسخ بیولوژیکی به یک پیام قابل اندازه­گیری است [15]. بطور کلی هر زیست حسگر شامل، اجزای: گونه آزمایشی مورد نظر، لایه زیستی، مبدل، پردازشگر و نمایشگر است. انواع پذیرنده­های زیستی که در زیست حسگرها مورد استفاده قرار می­گیرند، شامل: آنزیم، آنتی بادی، گیرنده­های سلولی، اسیدهای نوکلئیک DNA[6] یا RNA[7]، میکروارگانیسم یا سلول کامل، بافت و غیره هستند [16].تعداد صفحه : 96قیمت : 14000تومان

بلافاصله پس از پرداخت ، لینک دانلود پایان نامه به شما نشان داده می شود

و در ضمن فایل خریداری شده به ایمیل شما ارسال می شود.

پشتیبانی سایت :        09309714541 (فقط پیامک)        info@arshadha.ir

در صورتی که مشکلی با پرداخت آنلاین دارید می توانید مبلغ مورد نظر برای هر فایل را کارت به کارت کرده و فایل درخواستی و اطلاعات واریز را به ایمیل ما ارسال کنید تا فایل را از طریق ایمیل دریافت کنید.

--  -- --

مطالب مشابه را هم ببینید

فایل مورد نظر خودتان را پیدا نکردید ؟ نگران نباشید . این صفحه را نبندید ! سایت ما حاوی حجم عظیمی از پایان نامه های دانشگاهی است. مطالب مشابه را هم ببینید. برای یافتن فایل مورد نظر کافیست از قسمت جستجو استفاده کنید. یا از منوی بالای سایت رشته مورد نظر خود را انتخاب کنید و همه فایل های رشته خودتان را ببینید