طراحی زیست حسگر بر پایه الکتروشیمیایی برای شناسایی سریع و اختصاصی باقی مانده فلوروکینولون‌ها در محصولات لبنی
Abstract
خلاصه:
مقدمه: آنتي بیوتیک‌ها از جمله داروهایي هستند که به میزان زیاد و بي‌رویه در درمان دامها توسط دامداران مورد استفاده قرار ميگیرند. سیپروفلوکساسین آنتی بیوتیکی از گروه خانواده فلوروکینولون‌ها می‌باشد، که به علت مقاومت حرارتی و پایداری ميتواند به راحتی به محصولات لبنی مثل شیر، ماست، پنیر و خامه انتقال پیدا کند. در این راستا، نگرانی‌های عمده‌ای در مورد خطرات ایمنی مواد غذایی و محیط زیست به دلیل دفع کنترل وجود دارد. بنابراین توسعه روشهایی كارآمد برای پایش سریع سطوح آنتی بیوتیک در ایمنی مواد غذایی اهميت زيادي دارد.
هدف: در این مطالعه، از آپتامر اختصاصی براي شناسایی سیپروفلوکساسین استفاده شد، بدین ترتیب که آپتاحسگر اختصاصی مبتنی بر تقویت چندگانه سیگنال به کمک لایه‌ی نانوکامپوزیتی مختلف شامل: گرافن اکسید و نانوکامپوزیت پلی آمیدوآمین حاوی نانوذرات طلا در بخش اول پایان‌نامه و در بخش دوم پایان‌نامه از نانوکامپوزیت پلی اتیلن ایمین، گرافن اکسید و نانوذرات طلا برای شناسایی سیپروفلوکساسین در نمونه‌های شیر پاستوریزه و خام استفاده شد.
روش کار: در این مطالعه نمونه‌هاي شیر خام و شیر پاستوریزه به روش تصادفی از مراکز خرید و فروشگاه‌های مواد غذایی سطح شهر تبریز جمع‌آوری گردید و از لحاظ باقیمانده آنتی‌بیوتیک سپیروفلوکساسین به روش آپتاحسگر الکتروشیمیایی مورد بررسی قرار گرفتند: در بخش اول پایان نامه (پروژه اول)، آپتاحسگر بر پایه ترسیب الکتروشیمیایی گرافن اکسید و پلی آمیدوآمین عاملدار شده با نانوذارت طلا بر روی سطح الکترود کربن شیشه‌ای، طراحی گردید. در نانوکامپوزیت تهیه شده، نانو ذرات علاوه بر افزایش سطح فعال الکترود، جایگاه مناسب، واکنش پذیری و پایداری را برای اتصال جزء شناساگر بیولوژیکی (آپتامر) جهت واکنش اختصاصی کووالانسی با آنالیت (سیپروفلوکساسین) فراهم نموده است. در بخش دوم پایان‌نامه (پروژه دوم)، از الکترود طلا و نانوذرات پلی اتیلن ایمین و گرافن اکسید استفاده شد، که باعث افزایش هدایت الکتریکی و همچنین باعث افزایش مساحت سطح می¬شود، بدین صورت که بعد از آماده سازی سطح الکترود نانومواد مورد نظر به روش قطره‌گذاری بر روی الکترود مبدل تثبیت شد. بعد از طی مراحل انکوباسیون، آپتامر اختصاصی سیپروفلوکساسین به عنوان عامل تشخیصی بر روی حسگر اصلاح شده تثبیت گردید. در نهایت پس از بلوکه‌کردن جایگاههای غیراختصاصی سطح الکترود، آپتاحسگر طراحی شده جهت تشخیص و تعیین مقدار سیپروفلوکساسین در نمونه‌های استاندارد و همچنین نمونه‌های شیر پاستوریزه و محلی مورد استفاده قرار گرفت.
بحث: به طور خلاصه، آپتاحسگرهای طراحی شده جهت شناسایی دقیق و حساس سیپروفلوکساسین در نمونه‌های شیر پاستوریزه و محلی با موفقیت طراحی گردید. نانوساختارهای ذکر شده به عنوان بستر پایدار و نگهدارنده اجزاء بیولوژیکی و هدایت کننده عالی جریان الکتریکی استفاده شدند. این ویژگیها نشان می دهند که آپتاحسگرهای پیشنهاد شده می‌توانند به عنوان یک ابزار قابل اطمینان در شناسایی باقی‌مانده‌های آنتی بیوتیکی مورد نظر استفاده شوند و پتانسیل کاربردیی بالایی در صنایع غذایی مختلف می باشد.
نتیجه‌گیری: پارامترهای مختلف موثر بر کارایی سطح پاسخ مورد بررسی و بهینه سازی قرار گرفتند. تحت شرایط بهینه، آپتاحسگرهای طراحی شده، عملکرد تجزیه¬ای مناسبی برای تعیین مقدار سیپروفلوکساسین با محدوده خطی گسترده از 1نانومولار تا 1میکرومولار (پروژه اول) و 10 نانومولار تا10 میکرومولار (پروژه دوم) با حد تشخیص 1 نانومولار را برای هر دو پروژه نشان داند.
واژگان کلیدی: سیپروفلوکساسین، آپتاحسگر، پلی آمیدوآمین، نانوذرات طلا، تکنیک الکتروشیمیایی