فهرست مطالب

عنوان                                                                      صفحه

فصل اول: مقدمه و بررسی منابع.. 1

1-1- سرطان ریه. 2

1-1-1- عوامل خطرساز. 3

1-1-2- تغییرات ژنی عامل سرطان ریه. 4

1-2- اهمیت شناسایی سرطان ریه. 5

1-3- روش‌های شناسایی سرطان ریه. 6

1-3-1- نانوسیم‌های سیلیکا 7

1-3-2- نانوذرات طلا.. 10

1-3-3- نانولوله‌های کربنی.. 13

1-3-4- نقاط کوانتومی.. 17

1-4-گرافن.. 21

1-5-گرافن اکسید. 24

1-6-کاربردهای گرافن اکسید. 27

1-6-1-کاربرد گرافن اکسید در بیوالکتروشیمی.. 28

1-6-2- کاربردهای پزشکی و زیستی گرافن اکسید. 29

1-7- هدف از کار پزوهشی حاضر. 38

فصل دوم: بخش تجربی.. 39

2-1- مواد و دستگاه‌ها 40

2-2- تهیه‌ی بافر Tris-HCl 42

2-3- سنتز گرافن اکسید. 42

2-4 آماده‌سازی محلول‌‌ها برای اندازه‌گیری طیف‌ فلوئورسانس…. 43

2-4-1- تهیه‌ی محلول مرحله‌ی اول. 43

2-4-2- تهیه‌ی محلول مرحله‌ی دوم. 43

2-4-3- تهیه‌ی محلول‌های مرحله‌ی سوم. 44

2-4-4- تهیه‌ی محلول مرحله‌ی چهارم. 44

2-4-5- تهیه‌ی محلول‌های مرحله‌ی پنجم. 44

2-4-6- تهیه‌ی محلول‌های مرحله‌ی ششم. 45

فصل سوم: نتایج و بحث… 46

3-1- تهیه گرافن اکسید از گرافیت… 47

3-2- بررسی طیف UV-Vis گرافن اکسید. 48

3-3- تفسیر طیف IR گرافن اکسید. 49

3-4- بررسی تصویر TEM گرافن اکسید. 49

3-5- انتخاب بیومارکر سرطان ریه. 50

3-6- تفسیر طیف‌های نشری.. 53

3-6-1- بررسی طیف فلوئورسانس DNA پروب… 53

3-6-2- بهینه‌سازی زمان جذب DNA پروب بر سطح GO.. 54

3-6-3- بهینه‌سازی مقدار GO در حضور DNA پروب… 56

3-6-4- بررسی طیف فلوئورسانس کمپلکس DNA-GO پروب در حضور DNA هدف (DNA سالم)  57

3-6-5- بهینه‌سازی زمان هیبرید شدن DNA هدف با DNA پروب در حضور GO.. 58

3-6-6- بررسی تغییرات شدت فلوئورسانس کمپلکس DNA-GO پروب در حضور غلظت‌های مختلف DNA هدف… 60

3-6-7- بررسی طیف‌ فلوئورسانس DNA-GO پروب در حضور mDNA (DNA جهش‌دار). 62

3-7- شناسایی سرطان ریه. 63

 

3-8- نتیجه‌گیری.. 65

3-9- پیشنهادات… 66

منابع.. 67

فهرست اشکال

عنوان                                                                                صفحه

شکل1-1 تصویر SEM نانو سیم‌های سیلیکا 8

شکل1-2 پروتکل استفاده شده در روش حاضر. 8

شکل1-3 ولتاگرام ثبت شده برای نمونه‌های بدون آنتی ژن (قرمز) و دارای آنتی ژن (سبز). 10

شکل1-4 حسگرهای بر پایه‌ی نانوذرات طلا.. 11

شکل1-5 پاسخ حسگرها به نمونه‌های سرطانی و سالم. 12

شکل1-6 پاسخ حسگرها به چهار تا از بیومارکرهای سرطان ریه در غلظت‌های مختلف و آب… 13

شکل1-7 نحوه تشکیل نانولوله‌های کربنی از صفحات گرافن.. 14

شکل1-8 نانولوله‌های کربنی تک دیواره (SWCNT) 14

شکل1-9 نانولوله‌های کربنی چند دیواره (MWCNT) 15

شکل1-10 فرایند عامل‌دار شدن نانولوله‌های کربنی تک دیواره 15

شکل1-11 .a تصویر SEM نانولوله‌های عامل‌دار شده،  .bبرش عرضی الکترود ID.. 16

شکل1-12 طرح کلی از دستگاه تست… 16

/CdSe–CdS/APS. 18

شکل1-14 نحوه‌ی طراحی حسگر ECL.. 19

شکل1-15 MNP/CdSe–CdS (a (b MNP/CdSe–CdS/APS (c MNP/CdSe–CdS/APS/Au NPs. 20

شکل1-16 منحنی کالیبراسیون استاندارد برای شناسایی آنتی‌ژن CEA.. 21

شکل1-17 گرافن.. 22

شکل1-18 A. فولرن، B. نانولوله‌های کربنی تک جداره، C. گرافن، D. گرافیت… 23

شکل1-19 مدل‌های ساختاری پیشنهادی برای GO.. 26

شکل1-20 مدل ساختاری لرف – کلی‌نوسکی.. 27

شکل1-21 اتصال الکتریکی پروتئین‌ها به وسیله‌ی GO در الکتروشیمی. 29

شکل1-22 روش تثبیت پپتید بر سطح GO.. 30

شکل1-23 شناسایی کاسپاز3 با بهره گرفتن از نانوهیبرید گرافن اكسید- پپتید. 31

شکل1-24 نحوه‌ی تشکیل کمپلکس Ab-DNA-AuNP. 32

شکل1-25 حسگر زیستی بر پایه‌ی GO. 32

شکل1-26 نحوه‌ی شناسایی چند DNA هدف… 33

شکل1-27 طیف فلوئورسانس اسکن همزمان. 34

شکل1-28 a. طیف فلوئورسانس اسکن همزمان در حضور غلظت‌های مختلف DNAهای هدف، منحنی‌های کالیبراسیون برای تعیین کمی غلظت DNA ویروس‌های b. ایدز c. آبله d. ابولا. 35

شکل1-29 نحوه‌ی شناسایی DNA با بهره گرفتن از GO.. 36

شکل1-30 طیف نشری فلوئورسانس P1 در شرایط مختلف  P1 (aدر حضور بافر Tris-HCl 37

شکل1-31 طیف نشری فلوئورسانس آپتامر- GO در حضور غلظت‌های مختلف ترومبین.. 38

شکل3-1 تبدیل گرافیت به گرافن‌اکسید. 47

شکل3-2 طیف  UV-Vis گرافن اکسید. 48

شکل3-3 طیف  IRگرافن اکسید. 49

شکل3-4 تصویر TEM گرافن اکسید. 50

شکل3-5 ژن‌های بیومارکر رایج در سرطان ریه از نوع NSCLC.. 51

شکل3-6 جهش‌های ژن egfr و فراوانی آن‌ ها 53

شکل3-7 طیف فلوئورسانس DNA پروب و DNA+GO پروب… 54

شکل3-8 طیف فلوئورسانس DNA پروب در حضور GO در زمان‌های مختلف… 55

شکل3-9 نمودار تغییرات شدت فلوئورسانس DNA+GO پروب برحسب زمان. 56

1). 57

شکل3-11 نمودار تغییرات شدت فلوئورسانس DNA+GO پروب برحسب حجم GO 57

شکل3-12 طیف فلوئورسانس GO+ DNAپروب وDNA  هدف +GO+DNA پروب… 58

شکل3-13 طیف فلوئورسانس DNA-GO پروب در حضور DNA هدف در زمان‌های مختلف… 59

شکل3-14 نمودار تغییرات شدت فلوئورسانس DNA-GO پروب در حضور DNA هدف برحسب زمان. 60

شکل3-15 طیف فلوئورسانس DNA-GO پروب در حضور غلظت‌های مختلف DNA هدف… 61

شکل3-16 نمودار تغییرات شدت فلوئورسانس DNA-GO پروب برحسب غلظت‌ DNA هدف… 61

شکل3-17 نمودار تغییرات شدت فلوئورسانس DNA-GO پروب برحسب غلظت‌ DNA هدف در غلظت‌های کمتر از 40 پیکومولار. 62

شکل3-18 طیف فلوئورسانس mDNA +GO+DNA پروب و GO+DNA پروب… 63

شکل3-19 پاسخ نانوحسگر زیستی به DNA هدف (DNA سالم) و mDNA (DNA جهش‌دار). 64

شکل3-20 مقایسه‌ شدت نشر فلوئورسانس DNA-GO پروب در حضور دو DNA (سالم و جهش‌دار). 64

چکیده

امروزه سرطان ریه یکی از شایع‌ترین بیماری‌ها در سراسر جهان محسوب می شود و دارای بالاترین آمار مرگ‌ومیر در بین انواع سرطان است. لذا تشخیص زودهنگام این بیماری از اهمیت ویژه‌ای برخوردار می‌باشد. با توجه به اینکه روش‌های متداول برای شناسایی سرطان ریه پرهزینه و زمان‌بر می‌باشند، ارائه روش‌های ارزان‌تر و سریع‌تر مورد توجه ویژه‌ای قرار گرفته است. با پیشرفت چشمگیر فناوری نانو در سال‌های اخیر و توسعه‌ی نانو مواد مختلف، فعالیت‌هایی در این زمینه صورت گرفته است. مطالعات اخیر نشان می‌دهند که نانوماده‌ی گرافن اکسید به علت داشتن خواص منحصر به فرد، در زمینه‌ی طراحی نانوحسگرهای زیستی برای شناسایی سرطان ریه، پتانسیل بالایی دارد.

در پایان‌نامه‌ی حاضر نانوحسگر زیستی بر پایه‌ی نانوهیبرید گرافن اكسید-DNA برای شناسایی جهش‌های حذفی عامل سرطان ریه ارائه شده است. در این روش، شناسایی جهش‌ها با بهره گرفتن از پروب DNA نشاندار شده با FAM و از طریق طیف‌سنجی فلوئورسانس انجام شده است. همچنین گرافن اکسید با استناد به روش هامر سنتز شده، و با بهره گرفتن از طیف‌سنجی‌های FT-IR، UV-Vis و تصویر TEM بررسی و مورد تایید قرار گرفته است.

کلیدواژه: گرافن اکسید، نانوحسگر زیستی، سرطان ریه، DNA، جهش حذفی

فصل اول:

 

 مقدمه و بررسی منابع

 

1-1- سرطان ریه

سرطان یک بیماری ژنتیكی است و در اثر رشد و تقسیم غیرقابل كنترل سلول‌ها در قسمتی از بدن بوجود می‌آید كه نتیجه‌ی اثر عوامل محیطی و اختلالات ژنتیكی است. به عبارت دیگر سرطان در اثر یک سری جهش‌های متوالی در ژن‌های انسان اتفاق می‌افتد. امروزه بیش از 200 نوع سرطان وجود دارد که یکی از شایع‌ترین نوع آن سرطان ریه است.