طراحی نانو بیوسنسور مبتنی بر نانو ذرات کوانتوم دات جهت شناسایی فعالیت آنزیم تلومراز

Abstract

در 85 % سرطان‏های شناخته شده انسانی فعالیت آنزیم تلومراز مشاهده شده است و به عنوان تومور مارکر جهت شناسایی فعالیت این آنزیم در نظر گرفته میشود. با توجه به اهمیت بیولوژیکی آنزیم تلومراز، در مطالعه حاضر، روشی ساده جهت تقویت سیگنال فلورسانس با استفاده از کوانتوم دات های کادمیوم تلورید بارگذاری شد داخل لیپوزوم ها جهت تشخیص فعالیت آنزیم تلومراز به روش نوری و با حساسیت بسیار بالا توسعه داده شد.مواد و روش¬ها: در این روش آنزیم تلومراز استخراج شده از رده سلولی HeLa پرایمر TS (Telomerase substrate) را طویل نموده و سپس پرایمر طویل شده بر روی میکروپلیت حاوی اسرپتاویدین ثابت و متصل شد. در ادامه پروب به دام اندازنده به محیط اضافه و با پروب طویل شده هیبرید میشود. پس از این مرحله استرپتاویدین به محیط افزوده شده تا به گروه بیوتین پروب به دام اندازنده متصل گردد. در مرحله آخر لیپوزوم‏های بیوتینیله بارگذاری شده توسط نانوذرات کوانتوم دات به استرپتاویدین متصل شده و به وسیله Triton X-100 تخریب گردید و شدت نور فلورسانس کوانتوم دات های رها شده در داخل میکروپلیت اندازه گیری شد.یافته ها: یافته ها نشان داد که نانوبیوسنسور پیشنهادی توانست فعالیت آنزیم تلومراز استخراج شده بدون تکثیر محصول تلومراز به وسیله PCR را از حدود 10 سلول سرطانی با RSD 5/4 % تا 5000 سلول سرطانی با RSD 38/6 % را شناسایی نماید. دو ناحیه خطی یکی بین 50 تا 800 سلول سرطانی با ضریب همبستگی 982/0 و معادله رگرسیون y= 0.0444 x + 17.137 و دیگری بین 800 تا 5000 سلول سرطانی با ضریب همبستگی 997/0 و معادله رگرسیون y= 0.0098x + 44.732., Reactivation of telomerase is observed in more than 85% of all known human tumors and it is considered as a promising tumor marker for cancer diagnosis. Regarding the biomedical importance of telomerase, we have developed a simple strategy to amplify fluorescence signal for highly sensitive optical detection of telomerase activity using liposomes-encapsulated Cadmium Telluride quantum dots.Method and Materials: In this strategy, telomerase extracted from HeLa cells elangated the biotinylated telomerase substrate primer; then, the elongated primer was immobilized on streptavidine coated microplate wells. Next, a biotinylated capture probe was hybridized with the immibolized primer. Thereafter, strepatividin was added to the formed hybrid in order to attach to the biotin group of the capture probe. Aftre that, biotinilated liposomes were attached to capture probe through streptavidin and in final step, QDs loaded liposomes were disrupted by Triton X-100 and fluorescence intensity of released QDs was measured.Results: The results showed that proposed nanobiosensor is able to detect telomerase activity from 10 to 5000 HeLa cells without enzymatic amplification of telomerase extension products and the relative standard deviations (RSD) were obtained 4.5% and 6.3% respectively.two linear range were observed between 50 and 800 cells with a correlation coefficient of 0.982 and the regression equation of y= 0.0444 x + 17.137 and between 800 to5000 cells with a correlation coefficient of 0.997 and the regression equation of y= 0.0098x + 44.732.