بررسی برهمکنش های لانتانیدها با dna های کوتاه زنجیر به روشهای الکتروشیمیایی و اسپکتروسکوپی

چکیده در این مطالعه ابتدا برهمکنش بین عناصر لانتانید با dnaهای کوتاه زنجیر (ssdna) مورد بررسی قرار گرفت.بررسی ویژگی های بیوشیمیایی لانتانیدها هنگامی مورد توجه قرار گرفت که مشخص گردید به دلیل تشابه شعاع یونیla3+با یون ca2+، این عنصر می تواند جانشین یون کلسیم در فرآیندهای بیولوژیکی شود. در قسمت بعد،برای اولین بار ویژگی های الکتروشیمیایی تعدادی از لانتانیدهای الکتروفعال نیز مورد بررسی قرار گرفت. سپس نوع و ویژگی های برهمکنش بین لانتانیدهای الکتروفعال با ssdna به روش الکتروشیمیایی و در phهای مختلف مورد بررسی قرار گرفت.ph پایین تر (7/3) برای انجام مطالعات بنیادی انتخاب شد و ph بالاتر (5/5) به دلیل حلالیت مناسب یون های لانتانید، رفتار برگشت پذیر آنها و نزدیکی به ph بیولوژیکی انتخاب گردید. سرانجام تمام نتایج به دست آمده با روش های اسپکتروسکوپی مورد تایید قرار گرفت.برای بررسی بیشتر نوع پیوند ایجاد شده با استفاده از روش های محاسباتی جزئیات بیشتری از نوع پیوند ایجاد شده و ساختار کمپلکس حاصل به دست آمد. برهمکنش لانتانیدها با ssdna منجر به تغییر ساختار آن شده و بنابراین همانند سازی و کپی برداری سلولی را مختل خواهد نمود. همچنین برهمکنش میان dsdna و کمپلکس های لانتانید نیز مورد بررسی قرار گرفته و نوع برهمکنش انجام شده مشخص شد. بررسی هانشان می دهد که کمپلکس های لانتانید در میان dna دو رشته ای به شکل اینترکلیت شده قرار می-گیرد.اینبررسی ها برای سه کمپلکس لانتانید سنتزی و الکتروفعال انجام گردید. همچنین در این قسمت از مطالعه توالی dna باکتری پاستورلا مولتوسیدا (یک باکتری بیماری زا) استفاده شد. از نتایج این آزمایشات برای طراحی بیوسنسورهای dna استفاده گردید. در آخرین بخش از این مطالعه، برای اولین بار بیوسنسورهایی برای تعیین توالی های خاصی از ژن باکتری پاستورلا مولتوسیدا طراحی شد. حد تشخیص و تکرار پذیری و محدوده خطی برای هر بیوسنسور مشخص گردید. این بیوسنسورها بر اساس استفاده از کمپلکس های لانتانید به عنوان نشانگر طراحی و ساخته شد. حد تشخیص بیوسنسورهای طراحی شده با sm(qs)3، tb(qs)3و yb(qs)3، به ترتیب µm (007/0) 015/0، µm (009/0) 021/0 و nm (02/0) 484/0 و محدوده خطی به ترتیب، 3/0 – 02/0، 885/0 – 03/0 و µm 11/0 – 01/0 به دست آمد. برای آخرین بیوسنسور از الکترودهای غشایی چاپی استفاده گردید. سطح الکترود با نانوذرات طلا اصلاح و ویژگی های بیوسنسور با روش های امپدانس و ولتامتری پالسی تفاضلی مورد بررسی قرار گرفت. محدوده خطی و حد تشخیص برای این بیوسنسور به روش ولتامتری پالسی تفاضلی به ترتیب ngml-1 10 – 0 و ngml-1 (03/0) 56/0 و به روش امپدانس به ترتیب ngml-1 10 – 0 و pgml-1 (97/0) 35/19 به دست آمد.