کاربرد روش های کمومتریکس در مدل سازی و تعیین همزمان افلاتوکسین ها و اکراتوکسینa با استفاده از مطالعات اسپکتروسکوپی و بیوسنسور آنتی-بادی نشاندار با نانوذرات طلا

کمومتریکس علم استخراج داده ها از سیستم های شیمیایی است. تکنیک های کمومتریکس بطور گسترده ای در شیمی تجزیه مورد استفاده قرار گرفته اند. کالیبراسیون نقش مهمی را در کمومتریکس ایفا می کند، که در آن هدف توسعه مدل هایی است که برای پیش بینی خواص اندازه گیری شده از سیستم شیمیایی می توانند مورد استفاده قرار گیرند. از مزایای اصلی استفاده از تکنیک های کالیبراسیون چند متغیره این است که اندازه گیری های تحلیلی سریع، ارزان و غیر مخرب (مانند طیف سنجی نوری) بجای اندازه گیری های وقت گیر، گران قیمت و یا مخرب (مانند hplc-ms) می تواند مورد استفاده قرار گیرند. همچنین کالیبراسیون چند متغیره اجازه می دهد تا تجزیه و تحلیل کمی در حضور آنالیت های دیگر صورت گیرد. افلاتوکسین ها از جمله سمی ترین مایکوتوکسین ها محسوب می شوند که اثرا سرطان زایی شدیدی از خود نشان می دهند. از آن جا که میان طیف های نشری افلاتوکسین ها همپوشانی شدید وجود دارد، اندازه گیری مستقیم آن ها امکان پذیر نمی باشد. در این رساله آماده سازی بیوسنسور آنتی بادی نشان-دار شده با نانوذرات طلا جهت اندازه گیری همزمان افلاتوکسین ها ارائه شده است. این آماده سازی در شرایط بهینه انجام گرفته است. اثر نانوذرات طلا بر روی فلورسانس افلاتوکسین ها مورد بررسی قرار گرفت. نانوذرات طلا بدلیل جذب پلاسمون سطح، موجب فرونشانی فلورسانس افلاتوکسین ها می شوند. بطوری که با افزایش غلظت نانوذرات طلا، شدت فلورسانس در افلاتوکسین ها بیشتر کاهش می یافت. طبق این اصل، ماتریس های نشر– برانگیختگی (eem) حاصل از ترکیب افلاتوکسین ها با آنتی بادی نشان دار شده با نانوذرات طلا تهیه شد. جهت اندازه گیری افلاتوکسین-ها، eem توسط روش تفکیک منحنی چندمتغیره با کمترین مربعات متناوب(mcr-als) مورد آنالیز قرار گرفت. دیگر راه حل هایی که برای تعیین همزمان افلاتوکسین ها بکار گرفته شدند، استفاده از روش های شبکه های عصبی مصنوعی(ann) و کمترین مربعات جزئی(pls) می-باشد. این روش ها بطور موفقیت آمیزی روی ماتریس های طیفی اسپکتروفلوریمتری مخلوط افلاتوکسین ها اعمال شدند. علاوه براین، از آن جا که اندازه گیری اکراتوکسینa بدلیل اثرات سرطانزایی اهمیت زیادی دارد، یک روش تجزیه ای برای اندازه گیری آن بر اساس استخراج با ستون های ایمینوافینیتی و ثبت طیف-های فلورسانس آن در نمونه ها و بکارگیری روش ann انجام گرفت. نتایج کمی اندازه گیری افلاتوکسین ها در نمونه حقیقی پسته حاصل از روش های mcr-als، ann و pls و اندازه گیری اکراتوکسینa در نمونه های برنج و گندم حاصل از روش ann ، با روش مرجع hplc مقایسه شدند. اختلاف معنی داری میان نتایج روش های کمومتری پیشنهادی و روش استاندارد اندازه گیری این آنالیت ها مشاهده نشد. درنتیجه می توان گفت کمومتریکس می تواند به ما کمک کند تا از روش های ساده ای چون اسپکتروفلوریمتری بجای روش های نسبتاً دشواری چون کروماتوگرافی که مستلزم صرف زمان، هزینه و نیروی انسانی بیشتری هستند، استفاده نمود. در نهایت، ثابت بازداری علف کش های سولفونیل اوره ها روی استوهیدروکسی اسید سینتاز (ahas) با روش ارتباط کمی ساختار-فعالیت مورد محاسبه قرار گرفت. پس از محاسبه توصیف کننده های مولکولی 68 سولفونیل اوره ها، مهمترین آن ها با روش های الگوریتم ژنتیکی و رگرسیون چندگانه مرحله ای انتخاب شدند. این متغیرها بعنوان ورودی های شبکه عصبی مصنوعی بکار گرفته شدند. پس از بهینه سازی و آموزش شبکه ها، ثابت های بازداری برای سری پیش بینی شونده علف-کش ها محاسبه شدند. مقایسه بین نتایج حاصل از روش های بکارگیری الگوریتم ژنتیکی و رگرسیون چندگانه مرحله ای، برتری الگوریتم ژنتیکی را نشان داد. در شبکه ای که از الگوریتم ژنتیکی بعنوان انتخابگر توصیف کننده ها استفاده شد، همخوانی بالایی بین ثابت های بازداری تجربی و محاسباتی ملاحظه شد. بطوری که ضریب همبستگی در سری های آموزشی و پیش بینی شونده بترتیب 988/0 و954/0 بدست آمد.