بخشی از مقاله
چکیده
ساختارهای نانو ZnO یک سری مزیت ها برای استفاده در سنسورهای زیستی آنزیمی به صورت زیر دارد: سازگاری زیستی خوب, نقطه ایزوالکتریک بالا, که برای جذب آنزیم بیشتر مفید است و نیز ویژگی انتقال الکترون خوب که کانالهای انتقال الکترون کارآمد بدون میانجی فراهم می کند. بنابراین, سنسورهای زیستی مبتنی بر نانو ساختار های ZnO وجود دارد که برای تعیین گلوکز, اوریک اسید, و لاکتیک اسید و غیره گزارش شده اند1]،.[2دراین پژوهش گزارشی از شکل گیری وموروفولوژی نانوفیلم اکسیدروی به صورت الکتروشیمیایی روی صفحه شیشه ای دارای پوشش اکسیدقلع ایندیوم ITOو پاسخ الکترو شیمیایی بیو الکترود Urs-GLDH در روی این صفحه شیشه ای به صورت تابعی از غلظت اوره اندازه گیری شده و بزرگی پاسخ جریان با افزایش غلظت بررسی گردید. که بااستفاده ازپراش سنجی پرتوایکس - - XRD طیف سنجی مریی - فرابنفش ومیکروسکوپ الکترونی روبشی - - SEMموردمطالعه قرارگرفته است.
کلمات کلیدی:سنسورهای زیستی،اکسیدقلع ایندیوم،بیوالکترودUrease - urs - and Glutamate dehydrogenase
-1 مقدمه
روشهای زیادی مانند رسوب دهی شیمیایی با و بدون عامل پوششی، سل-ژل، با حرارت دهی، میکروامولسیون ها ، گرمادهی حالت جامد، سنتز بخار شیمیایی، سنتز هیدروترمال، سنتز شیمیایی در داخل ماتریکس ها، اپیتکسی باریکه مولکولی، الکتروشیمیایی و احتراق خودکار برای رشد نانو نیم رساناها ایجاد و توسعه یافته اند.روش سنتز هیدروترمال در بین روش های موجود جهت سنتز و تولید نانو ساختارهای اکسید روی در این پژوهش استفاده شده است. در این روش می توان ابعاد ذرات و مورفولوژی - ریخت شناسی - آنها را به دقت کنترل کرد و به توزیع اندازه باریکی دست یافت. سطح نانو ذرات به دست آمده توسط این روش جهت کاربردهای پزشکی مناسب است.
استفاده از نانو حسگرهای زیستی بر پایه ZnO مزیت هایی چون پایداری، فعالیت الکتروشیمیایی بالا، انتقال سریع الکترون، زیست سازگاری و سهولت سنتز را داراست. این ماده به علت جذب زیاد محل مناسبی را برای ثابت کردن مولکول های زیستی فراهم می کند. بسته به مولکول زیستی بکار رفته، از حسگرهای زیستی بر پایه اکسید روی در آشکارسازی انواع مختلف پروتئین ها، قندخون، اوره، کلسترول و حتی انواع مختلف باکتری ها استفاده می شود. از دیگر کاربردهای اکسید روی در پزشکی می توان به استفاده از آن در کرم های ضد آفتاب به دلیل جذب پرتو فرابنفش نور خورشید، تصویر برداری مولکولی، و پانسمان ها به علت ویژگی ضد میکروبی آن اشاره کرد.
-2 متن
ابتدا5میلی مولار استات روی دی هیدرات - - - CH3COO - 2 .2H2O Zn با5میلی مولاراستن - CH 3 - 2 CO و20سی سی از استات روی داخل بطری ریخته و بر روی دستگاه همزن که جهت یکنواختی محلول استفاده می گرددسپس برای محلول دوم به همان روش25میلی مولارنیترات روی هگزا هیدرات - - ZnNo 3 - 2 .6H2O - ، 12 /5 میلی مو لار هگزا مین - - CH 2 - 6 N4 - - ،5میلی مولار استات روی دی هیدرات - Zn - - CH3COO - 2 .2H2O ، 5 میلی مولارپلی اتیلن ،./8مولار هیدروکسید آمونیومNH4OH ،وبطری دومی که با آب دیونیزه شسته شده ومواد برروی دستگاه همزن که دستگاهی جهت یکنواخت سازی محلول می باشد به مدت 15دقیقه قرارمی گیرد تا محلولی یکنواخت بدست آید.
سپس شیشهITO موجود را اهم متر، اهم دو طرف شیشه رااندازه می گیریم و سطح بامقاومت بالا راجهت ادامه کاربرای ریختن محلول اول از قبل بدست آمده استفاده می نماییم البته این شیشه از قبل توسط آب دیونیزه شسته می شود وسطح با مقاومت کمتربایک تکه چسب شیشه ای پوشانده می گردد. درمرحله بعدشیشه رابرروی دستگاه لایه نشانی چرخشی - - SpinCoater قرارمی دهیم و دستگاه رابرروی سرعت2500 دور در دقیقه و زمان30ثانیه تنظیم می نمائیم،سپس5بارازمحلول راروی سطح شیشه ودرهرمرحله20سی سی می ریزیم تاروی سطح شیشه بارگذاری شود.پس از 5 مرحله چسب رابرداشته شیشه راداخل ظرف شیشه ای مخصوص داخل کوره باتنظیم 350درجه سانتیگراد و به مدت نیم ساعت قرار می دهیم.
درقسمت بعد شیشه فوق راازکوره درمی آوریم وآن را توسط یک گیره درون داخل بطری خالی دوم ای قرارمی دهیم واین بطری راداخل یک شیشه بشربزرگتر قرارمی دهیم ازقبل مقدارآبی راجوش می آوریم وداخلبشر تانزدیکی درپوش بطری دوم می ریزیم وسپس شیشه بشربابطری دوم راداخل مایکروفرهاون که روی180درجه وبه مدت نیم ساعت قرار می دهیم سپس آب جوش ومایع داخل بطری هم خالی می شود وشیشه ITO راازداخل گیره درآورده وبا آب دیونیزه شسته می شود وآن راداخل یک محفظه پلاستیکی قرار می دهیم به این ترتیب اولین الکترودساخته شد.درمدت ته نشینی الکتروشیمیایی، یون های هیدروکسید تولیدشده با کاهش یون های نیترات واکسیژن حل شده معمولا pH را در ماده ITO بالامی برند.
درنتیجه، هیدروکسیدروی در نزدیکی سطح ITO شکل می گیرد. فیلمهای نانو اکسیدروی، ITO با تهنشینی الکتروشیمیایی 25میلی مولار .6H2O - - - ZnNo3 - 2در pH برابر 5 و دمای محیط تهیه می شوند. شکلهای - 1 - و - 2 - تولیدشده با کاهش یون های نیترات و اکسیژن حل شده معمولا pH را در ماده ITO بالا می برند.در نتیجه، هیدروکسیدروی در نزدیکی سطح ITO بوجود می آید. در مدت مراحل اولیه رشد، جزیره های شش گوش اکسیدروی در سطح شیشه تشکیل می شوند.شکل گیری و مورفولوژی نانوفیلم اکسیدروی ITO با استفاده از پراش سنجی پرتو ایکس، طیف سنجی مریی- فرابنفش و میکروسکوپ الکترونی موردبررسی قرار گرفته است. تحلیل الکتروشیمیایی با استفاده از یک سیستم سه الکترودی در PBSانجام گرفته است.شکل گیری و مورفولوژی نانوفیلم اکسیدرویITO با استفاده از تصاویر-FEG SEM و میکروسکوپ الکترونی موردبررسی قرار گرفته است.
بررسی یک نمونه ازآنتی بادی تشخیصی - آلبومین سرم انسانی دراوره ادرار - :
دراین مرحله با استفاده از محلول شستشوتیون tween20به مقدار 50 سی سی داخل یک بشرریخته و برروی دستگاه همزن قرارمی دهیم درآن یک قطعه آهنربایی نیزجهت برهم زدن محلول استفاده می شودسپس بامکنده وبه مقدار60 سی سی ودرهربار بافاصله3دقیقه و2بار شستشو وتکراراین عمل 3باربرروی الکترود نانو اکسیدروی ITO با روش جذب فیزیکی ریخته شد و اجازه می دهیم تا در محفظه مرطوب به مدت 24 ساعت خشک شود. بیوالکترود حاصل با PBS شسته شد تا آنزیم های بدون پیوند جدا شوند و در دمای 25 درجه در جای خشک نگهداری شد.
درمرحله بعددوباره همان آنتی بادی باغلظت 1 به 100 به مدت 1/5 ساعت قرار می دهیم ودوباره باتیون100 شسته می گرددودراین مرحله بعدازخشک شدن از2تا محلول تترا متیل بنزیدین از هرکدام 30 میلی لیترمی ریزیم وبادستگاهkeithley توسط 2رابط داده های مربوط به ولتاژ و جریان مورد نظر را ثبت می نماییم. روش تجربی فوق می تواند جهت حصول نتایج کامل باغلظت های مختلف آنتی بادی صورت گیرد. 10 میکرولیتر مخلوط با نسبت مولار 1:1 از Urs و GLDH در الکترود نانو اکسیدرویITO با روش جذب فیزیکی ریخته می شود و اجازه می یابد تا در محفظه مرطوب به مدت 8 ساعت خشک شود. بیو الکترود حاصل با PBS شسته شد تا آنزیم های بدون پیوند جدا شوند و در دمای 25 درجه در جای خشک نگهداری شد.
-3 نتیجه
در ادامه کار با بررسی مقاله های انتخاب شده و نتایج گرفته شده از آزمایش و یکسان سازی آن مورد بررسی قرار گرفته است الگویXRD الکترود ایجادشده نشان دهنده صفحات بازتاب مربوط به نانوذرات اکسیدروی رشد داده است پهنای اوج جذب338 نانومتر در طیف مریی فرابنفش نانواکسیدروی دیده می شود که گذار آبی دارد که نشان دهنده طبیعت بلوری ذرات نانوی اکسیدروی به دلیل اثرات کوانتومی می باشد.مورفولوژی متخلخل نانواکسیدروی بااندازه میانگین دانه 25 نانومتر مزیت دیگری برای متوقف کرذن بیومولکول ها با واکنش الکترواستاتیک است طیف سنجی تبدیل فوریه -مادون قرمز نانواکسیدروی ITO سه باند را در 3350، 1554 و 1400 بر سانتی متر نشان می دهد که مربوط به کشیدگی هیدروکسید در اثر آب جذب شده به صورت فیزیکی در سطح فیلم است.
و در1565 cm به حالت ارتعاش کشیدگی می باشد که نشان دهنده شکل گیری نانواکسیدروی است طیف،طیف سنجی تبدیل فوریه -مادون قرمزمربوط بهباند را در 1615،1525 و 995 بر سانتی متررا نشان می دهند [3] که این به دلیل پیوندهای آمینی در پروتئین است که Urs-GLDH را روی فیلم نانواکسیدروی ITO به وسیله واکنش های الکتروستاتیک نشان می-دهد.طیف سنجی امپدانس الکتروشیمیایی برای مطالعه مقاومت انتقال باردرویژگی های فصل مشترکی الکترود اکسیدروی به کارمی رود.شکل - - A - : - 3 الگوی XRD الکترود ایجادشده نشان دهنده صفحات بازتاب مربوط به نانوذرات اکسیدروی - - B طیف سنجی تبدیل فوریه -مادونقرمز نانواکسیدروی ITO سه باند را در 3350، 1554 و 1400 بر سانتی متر نشان می دهد - باند - Wavenumberمقادیر مقاومت انتقال بارRCT نانواکسید روی بالاتر از ITO استو این به دلیل نیمه رسانایی فیلم اکسیدروی است که به صورت مانعی برای انتقال الکترون بین الکترود نانو اکسید روی و محلول عمل می کند. با این حال، مقدار RCTپس ازنشستن Urs-
