ساخت نانوزیست‌حسگر مبتنی بر آنزیم کولین اکسیداز برای آشکارسازی سم دیازینون و مقایسه عملکرد آن با سوانگاری مایع با کارایی بالا

پژوهش های کاربردی در شیمی

مقاله 16، دوره 12، شماره 4، اسفند 1397، صفحه 139-151   

نوع مقاله: پژوهشی

نویسندگان

اقدس بنائی^{* 1}؛ ناهید پارسافر²؛ جلیل بدراقی¹

¹استادیار، گروه پژوهشی فیزیک، پژوهشکده علوم پایه کاربردی جهاددانشگاهی، دانشگاه شهیدبهشتی، تهران، ایران

²مربی پژوهش، گروه پژوهشی فیزیک، پژوهشکده علوم پایه کاربردی جهاددانشگاهی، دانشگاه شهیدبهشتی، تهران، ایران

چکیده

ترکیب‌های آلی فسفره به‌طور طبیعی و یا پس از استفاده انسان از آن‌ها به‌عنوان سموم برای دفع آفات نباتی و یا کودهای شیمیایی، وارد محیط‌زیست و درنهایت وارد زنجیره غذایی جانداران می‌شوند. با توجه به آثار نامطلوب آن‌ها، آشکارسازی این سموم در غلظت‌های بسیار کم و پیش از آنکه وارد چرخه حیات شوند، به‌طور کامل ضروری است. زیست‌حسگرها ابزار مناسبی برای آشکارسازی این سموم هستند. بدین منظور، در این پژوهش زیست‌حسگر تک‌آنزیمی مبتنی بر مهار آنزیم کولین اکسیداز با تثبیت آن بر الکترود اصلاح‌شده با نانولوله‌های کربنی کربوکسیله ساخته شد. در حضور mM 1 پیش‌ماده آنزیم (کولین کلرید)، کمترین حد آشکارسازی سم دیازینون 56/0 و دو گستره خطی 5/1 تا µM 4/2 و 5/5 تا µM 5/17 به‌دست آمد. آشکارسازی غلظت‌های پایین دیازینون با این زیست‌حسگر و سوانگاری مایع با کارایی بالا (HPLC) مورد مقایسه  قرار گرفت. نتیجه به‌دست آمده از زیست‌حسگر ساخته‌شده نسبت به سوانگاری دارای 5/3 درصد خطا بود.

کلیدواژه‌ها

نانوزیست‌حسگر؛ دیازینون؛ آنزیم کولین‌اکسیداز؛ نانولوله کربنی کربوکسیله؛ سوانگاری مایع با کارایی بالا (HPLC)

مراجع

[1] Fernando, R.; Clinical toxicology 33, 677-682, 1995.
[2] Barong, G.; Ling, L.; Qiujin, Z.; Bijin Z.; Asian Herptological Research 1 (2), 118-122, 2010.
[3] Mitchelmore, C.L.; Chipman J.K.; Mutation research 399, 135-47, 1998.
[4] Hiroaki, I.; Toyonori, N.; Eiji, T.; IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement 51, 886 – 890, 2002.
[5] Yu, I.S.; Lee, J.S.; Kim, S.D.; Kim, Y.H.; Park, H.W.; Ryu, H.J.; Lee, J.H.; Lee, J.M.; Jung, K.; Na, C. Joung, J.Y.; Son, C.G.; BMC Complement Altern Med. 17, 154-162, 2017.
[6] Emami, A.; Mousavi, Z.; Ramezani, V.; Shoeibi, S.; Rastegar, H.; Amirahmadi, M.; Emami, I.; Iranian Journal of Toxicology 11 ( 2), 1-6, 2017.
[7] *
*محمدی ، ش. و ایمانی، س.، فصلنامه گیاه پزشکی، 4، 66-57 ،1391.
[8] Husain, S.W.; Kiarostami, V.; Morrovati, M.; Tagebakhsh, M.R.; Acta Chromatographica 13, 208-214, 2003.
[9] Hazratian, T.; Abai, M.R.; Jalilian, A.; Bazrafkan, S.; Tavassoli, M.; Bakhshi, H.; Pirmohammadi, M.; Vatandoost, H.; Shayeghi, M.; Shayeghi, F.; Journal of Entomology and Zoology Studies 3, 412-415, 2015.
[10] Merkoci, A.; Pumera, M.; Llopis, X.; Perez, B.; Valle, M.; Alegret, S.; Trac-Trends in Analytical Chemistry, 24, 826-838, 2006.
[11] Li, F.; Wang, Z.; Shan, C.; Song, J.; Han, D.; Niu, L.; Biosensors and Bioelectronics 24, 1765-1770, 2008.
[12] *
*بنائی، ا.؛ پارسافر، ن.؛ غفوری، و.؛ بدراقی، ج.؛ پورفخرایی، ا.؛ نانومقیاس، (2) 4، 260-247، 1396.
[13] Mulchandani, P.; Mulchandani, A.; Kaneva, I.; Chen, W.; Biosensors & Bioelectronics 14, 77–85, 1999.
[14] Mulchandani, A.; Mulchandani, P.; Kaneva, I.; Chen, W.; Anal. Chem. 70, 4140-4145, 1998.
[15] Mulyasuryani, A.; Prasetyawan, S.; Anal Chem Insights. 10, 23–27, 2015.
[16] Everett, W.R.; Rechnitz, G.A.; Analytical Letters 32, 1-10, 1999.
[17] Albuquerque, Y.D.T.; Ferreira, L.F.; Analytica Chimica Acta 596, 210–221, 2007.
[18] Zehani, N.; Dzyadevych, S.V.; Kherrat, R.; Jaffrezic-Renault, N.J.; Frontiers In Chemistry 2 (44), 1-7, 2014.
[19] Vo-Dinh, T.; Cullum, B.; Fresenius journal of analytical chemistry 336, 540-551, 2000.
[20] Scouten, W.H.; Luong,, J.H.T.; Brown, R.S.;Trends in Biotechnolgy. 13, 178-185, 1995.
[21] Sajjadi, S.; Ghourchian, H.; Tavakoli, H.; Biosensors and Bioelectronics 24, 2509–2514, 2009.
[22] Palecek, E.; Fojta, M.; Analytical Chemistry 73, 74a-83a, 2001.
[23] Merkoci, A.; Pumera, M.; Llopis, X.; Perez, B.; Valle, M.; Alegret, S.; Trac-Trends in Analytical Chemistry 24, 826-838, 2005.
[24] Ciolkowski, M.L.; Fang, M.M.; Lund, M.E.; Journal of Pharmaceutical and Biomedical Analysis 22, 1037-1045, 2000.
[25] Sham, M.L.; Kim, J.K.; Carbon 44, 768-777, 2006.
[26] Lau, C.H.; Cervini, R.; Clarke, S.R.; Markovic, M.G.; Matisons, J.G.; Hawkins, S.C.; Huynh, C.P.; Simon, G.P.; Journal of Nanoparticle Research 10, 77-88, 2008.
[27] Wang, C.; Zhou, G.; Liu, H.; Wu, J.; Qiu, Y.; Gu, B.L.; Duan, W.; The Journal of Physical Chemistry B 110 (21), 10266-10271, 2006.
[28] Sears, A.; Batra, R.C.; Phys. Rev. B Condensed matter. 73, 085410, 2006.
[29] Song, Y.S.; Polymer engineering and science 46, 1350-1357, 2006.
[30] https://www.sigmaaldrich.com
[31] Worthington, C.C.; The Worthington Manual, Worthington Biochemical Co.; Lakewood, 1988.
[32] Kok, F.N.; Bozoglu, F.; Hasirci, V.; Biosensors and Bioelectronics 17(6), 531-539, 2002.
[33] Karimi, S.; Ghourchian, H.; Rahimi, P.; Rafiee-Pour, H.A.; Anal. Methods 4, 3225-3231, 2012.
[34] Tavares, A.P.M.; Silva, C.G.; Drazic, G.; Silva, A.M.T.; Loureiro, J.M.; Faria, J.L.; Journal of Colloid and Interface Science 454, 52–60, 2015.
[35] Jiang, H.J.; Yang, H.; Akins, D.L.; Journal of Electroanalytical Chemistry 623, 181-186, 2008.
[36] Xiao, F.; Zhao, F.Q.; Li, J.W.; Yan, R.; Yu, J.J.; Zeng, B.Z.; Analytica Chimica Acta 596, 79-85, 2007.
[37] Bodmann, O.; Walter, M.; Biochimica Et Biophysica Acta 110, 496-506, 1965.
[38] Tavakoli, H.; Ghourchian, H.; Moosavi-Movahedi, A.A.; Chilaka, F.C.; International journal of biological macromolecules 36 (5), 318-323, 2005.
[39] Trojanowicz, M.; Electroanalysis 14 (1920), 1311-1328, 2002.
[40] Jokar, M.; Safaralizadeh, M.H.; Hadizadeh, F.; Rahmani, F.; Kalani, M.R.; J Biomol Struct Dyn. 35 (2), 343-353, 2017.
[41] Yi, Y.; Zhu, G.; Liu, C.; Huang, Y.; Zhang, Y.; Li, H.; Zhao, J.; Yao, S.; Anal. Chem. 85 (23), 11464–11470, 2013.
[42] Motaharian, A.; Motaharian, F.; Abnous, K.; Hosseini, M.R.; Hassanzadeh-Khayyat, M., Anal Bioanal. Chem. 408 (24), 6769-79, 2016.