فرمت فایل : WORD (قابل ویرایش)
تعداد صفحات:94
پایان نامه ی دوره کارشناسی ارشد در رشته شیمی تجزیه
عنوان : اصلاح الکترود خمیرکربن با نانو ذرات SiO2 و کاربرد آن به عنوان زیست حسگر الکتروشیمیایی در بررسی برهم کنش ساختار DNA -i-motif با تاموکسیفن و اندازه گیری الکتروشیمیایی آن
فهرست مطالب:
عنوان صفحه
فصل اول: مقدمه
مقدمه 2
فصل دوم: تئوری
2-1- الکترودهای اصلاح شده شیمیایی 11
2-2- حسگرها 13
2-3- حسگرهای الکتروشیمیایی 13
2-4- زیست حسگرها 15
2-5- زیست حسگرهای الکتروشیمیایی DNA 16
2-6- ساختار مولکول DNA 18
2-6-1- DNA سه ¬رشته¬ای 23
2-6-2- DNA چهار رشته¬ای 24
2-6-2-الف- G-DNA 24
2-6-2- ب- i-motif 25
2-7- کاوشگرها و تثبیت آن¬ها بر سطح مبدل 26
2-7-1- تثبیت DNA کاوشگر از طریق جذب سطحی 26
2-7-1-1 جذب سطحی فیزیکی 27
2-7-1-2- جذب سطحی در پتانسیل کنترل شده 27
2-7-1-3-تثبیت DNA بوسیله اتصال کوالانسی 27
2-8- انواع برهم¬کنش میان نشانگرها و DNA 28
2-8-1- برهم¬کنش الکترواستاتیک 28
عنوان صفحه
2-8-2- برهم¬کنش درون رشته¬ای 28
2-8-3- برهم¬کنش با شیار 28
2-9- تلومر 29
2-10- آنزیم تلومراز 29
فصل سوم: بخش تجربی
3-1-مواد شیمیایی مورد نیاز 32
3-2-وسایل و تجهیزات 34
3-3- الکترودهای مورد استفاده 35
3-4-تهیه الکترودهای کار 35
3-4-1- تهیه¬ی الکترود خمیر کربن برهنه (CPE) 35
3-4-2- تهیه الکترود خمیر کربن اصلاح شده با نانوذرات 2 SiO و –L سیستئین / L -Cys) 2NSiO) 36
3-5- بافرهای مورد استفاده برای تثبیت pH 37
3-6- تهیه محلول¬ها 38
3-7- مشخصه¬یابی سطح الکترود 38
فصل چهارم: اصلاح الکترود خمیر کربن با نانو ذرات 2 SiO و کاربرد آن برای تعیین الکتروشیمایی داروی تاموکسیفن سیترات
4-1- مطالعه ولتامتری چرخه¬ای الکترودهای کار 41
4-2- مطالعه اسپکتروسکوپی امپدانس الکتروشیمیایی 42
4 -3- اثر pH محلول بافر به رفتار الکتروشیمیایی تاموکسیفن سیترات در سطح /CPE 2SiO 44
4-4- بررسی رفتار الکتروشیمیایی محلول تاموکسیفن سیترات در سطح الکترودهای خمیر کربن اصلاح شده با نانو ذرات
عنوان صفحه
2 SiO .....................................................................................45
4-5- اثر سرعت روبش پتانسیل بر رفتار الکتروشیمیایی تاموکسیفن سیترات در سطح /CPE 2SiO 46
4-6- تعیین محدوده خطی غلظتی تاموکسیفن سیترات و حد تشخیص روش 48
4-7- اندازه¬گیری تاموکسیفن سیترات در نمونه¬ حقیقی به کمک روش پیشنهادی 50
فصل پنجم: اصلاح الکترود خمیر کربن با نانو ذرات /L-Cys 2 SiO و کاربرد آن به عنوان زیست حسگر الکتروشیمیایی در بررسی برهم¬کنش ساختار DNA¬-i-motif باتاموکسیفن
5-1- کلیات 53
5-2- اهمیت ساختار i-motif DNA 53
5-3- ویژگی¬های CPE/2NSiO / i-Motif DNA 56
5-3-2- مطالعه ولتامتری چرخه¬ای چگونگی تثبیت DNA بر روی سطح الکترود اصلاح شده 58
5-4 –مطالعه رفتار الکتروشیمیایی تاموکسیفن در سطح زیست حسگر الکتروشیمیایی 59
5-4-1- ولتامتری چرخه¬ای 59
5-4-2- ولتامتری موج مربعی 61
5-5 - اثر pH بر رفتار الکتروشیمیایی تاموکسیفن در سطح 63
5-6- بررسی طیف سنجی CD 65
5-7- نتیجه¬گیری 67
نتیجه¬گیری نهایی 68
پیشنهادات برای کارهای آینده 69
مراجع 70
چکیده انگلیسی
فهرست شکل ها
عنوان صفحه
شکل 2-1- ساختار یک حسگر الکتروشیمیایی نوعی 15
شکل 2-2- مراحل تشخیص DNA 17
شکل 2-3- شمایی از یک کروموزوم و زنجیر دورشته¬ای DNA موجود در داخل کروموزوم و همچنین بازشدة قسمتی از DNA با نشان دادن پیوند فسفودی استر بین دو قند پنتوز و همچنین پیوند هیدروژنی بین بازهای آلی در ساختار دورشته‌ای) DNA. 21
شکل2-4- ساختارهای متفاوت DNA 22
شکل2-5- ساختار چهار رشته¬ای G-quderplux 25
شکل2-6- ساختار چهار رشته¬ای i-motif DNA- 26
شکل 3-1-الف) فرمول ساختاری و برخی از ویژگی¬های تاموکسیفن سیترات و ب) ساختار L- سیستئین 33
شکل ۳-2- (الف) دستگاه پتانسیواستات / گالوانواستات اتولب و (ب) سل آزمایشگاهی 35
شکل3- 3- نمایش نموداری از تهیه الکترود خمیر کربن اصلاح شده 37
شکل4-1- ولتاموگرام¬های چرخه¬ای 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 41
شکل 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 43
شکل 4-3- اکسایش برگشت ناپذیر تاموکسیفن سیترات 44
شکل 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 45
عنوان صفحه
شکل 4-5- ولتاموگرام¬های چرخه¬ای 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 46
شکل 4-6- الف) ولتاموگرام¬های چرخه¬ای محلول M 5-10 از تاموکسیفن سیترات در محلول بافر فسفات M 1/0 با 5/4PH= دارای M 1/0 NaCl در سرعت¬های 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 ولتاموگرام¬های چرخه¬ای (الف) بدست آمده¬اند) 47
شکل 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 49
شکل4-8- نمودار شدت جریان دماغه اکسایش تاموکسیفن سیترات بر حسب غلظت تاموکسیفن 50
شکل 5-1- تصویر نموداری از مراحل تهیه زیست حسگر الکتروشیمیایی i-motif DNA 55
شکل 5-2- تصاویر SEM سطح (الف) CPE برهنه پس از پیش¬تیمار الکتروشیمیایی، (ب) CPE/Cys-2NSiO، (ج) CPE/2NSiO/ i-Motif DNAو (د) CPE/Cys-2NSiO/i-Motif DNA 57
شکل5-3- ولتاموگرام¬های چرخه¬ای 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 59
شکل5-4- ولتاموگرام چرخه¬ای 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 60
عنوان صفحه
شکل5-5- ولتاموگرام موج مربعی CPE/Cys- 2 NSiO/i-motif DNA، در حضور غظت¬های فزاینده¬ایی 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 ولتاموگرام¬های 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 ..............................................................................62
شکل5-6-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= 63
شکل 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= 64
شکل 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...66
فهرست جدول ها
عنوان صفحه
جدول3-1- موادشیمیایی مورد استفاده در این کار تحقیقاتی 32
جدول4-1- نتایج حاصل از روش پیشنهادی در تعیین غلظت تاموکسیفن در نمونه پلاسما3 n= 51
چکیده
تلومرها کمپلکس¬هایی متشکل از DNA و پروتئین می¬باشند که نقش مهمی را در جهش¬های ژنی و ایجاد سرطان دارند. آنزیم تلومراز، طول کروموزوم را از طریق سنتز تلومرها افزایش داده و در حدود 85% از سرطان¬ها فعال است. در انتهای تلومرها یک دو رشته¬ای 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 می¬توان از تشکیل ساختار دو رشته¬ای و در نتیجه طویل شدن طول تلومرها جلوگیری کرد. داروی تاموکسیفن یک عامل هورمونی ضد استروژن برای درمان سرطان سینه می-باشد که برای مدت زیادی به منظور درمان سرطان سینه به کار می¬رود. در این تحقیق در مرحله اول امکان اندازه¬گیری الکتروشیمیایی داروی تاموکسیفن سیترات در سطح الکترود خمیر کربن اصلاح شده با نانو ذرات 2SiO به کمک ولتامتری پالس تفاضلی و ولتامتری چرخه¬ای 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. زیست¬حسگر 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 برهم¬کنش این ساختار با داروی تاموکسیفن به کار گرفته شد. پایداری ساختار i-motif ، یک استراتژی خوب برای درمان سرطان است، چون می¬تواند از واکنش تلومراز در سلول سرطانی جلوگیری کند. برهم¬کنش بینi-motif DNAو دارو تاموکسیفن، در بافر فسفات M 1/0(PBS) و محلول3[Fe (CN)6]- از طریق ولتامتری چرخه¬ای (CV) و روش ولتامتری موج مربعی (SWV) مورد مطالعه قرار گرفت. دماغه اکسایشی تاموکسیفن بعد از تثبیتDNA i-motif روی سطح الکترود به دلیل برهم¬کنشDNA i-motif و تاموکسیفن مشاهده شد و با افزایش غلظت داروی تاموکسیفن، سیگنال افزایش می¬یابد. از روش طیف¬بینی دورنگ نمایی دورانی (CD) برای بدست آوردن اطلاعاتی در مورد نحوه شکل¬گیری ساختار و برهم¬کنش 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 می¬یابد. 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، سلول¬های سرطانی، ساختار i-motif DNA