بررسی انتقال الکترون در dna با استفاده از روش های مختلف الکتروشیمیایی

در این رساله، به منظور تشخیص جهش¬های تک نقطه ای تک باز در dna، دو بیوسنسور dna عامل دار شده با ردیاب الکتروفعال دی¬ هیدورکسی بنزوئیک اسید و فروسن کربوکسیلیک اسید در انتهای رشته dna از طریق پیوند کووالانسی و تشکیل فیلم تک لایه آرایش یافته dna روی الکترود طلا طراحی گردید. با دنبال کردن سیگنال دی هیدروکسی بنزوئیک اسید و فروسن کربوکسیلیک اسید ، با روشهای مختلف الکتروشیمیایی برای توالی¬های مختلف dna ، مشاهده شد که حضور جهش نقطه ای تک باز به علت ایجاد اختلال در مسیر انتقال بار از dna به ردیاب های کووالان شده به dna، موجب کاهش سیگنال الکتروشیمیایی آنها در مقایسه با توالی مکمل dna می¬شود. در ادامه به منظور بررسی تاثیر جهش نقطه¬ای در سرعت انتقال بار در dna دو رشته¬ای عامل¬دار شده با فروسن کربوکسیلیک اسید، مطالعات سینتیکی با استفاده از تکنیک میکروسکوپ الکتروشیمیایی روبشی (secm) صورت گرفت. حضور و نوع جهش نقطه¬ای تک باز با دنبال کردن جریان بازخورد فری سیانید روی فیلم dna عامل¬دار شده با فروسن کربوکسیلیک اسید قابل تشخیص است. داده های استخراجی از این مطالعات نشان میدهد حضور جهش نقطه¬ای منجر به کاهش ثابت سرعت انتقال الکترون در dna می¬شود و در نتیجه بیوسنسور طراحی شده قادر به تشخیص رشته مکمل dna از جهشهای نقطه¬ای پایدار ترمودینامیکی (ga و gt) و تشخیص جهش های نقطه¬ای پایدار ترمودینامیکی از جهش¬های ناپایدار نظیر (ca، ct) می¬باشد. در مطالعه سوم، به منظور تشخیص همزمان حالت¬های ممکن جهش های نقطه ای dna، از مزایای نانوتکنولوژی برای نیل به این هدف بهره جستیم. در این بخش از bsa به عنوان قالب زیستی (bio-template) مناسب برای سنتز نانوکلاستر های فلزی مختلفی از قبیلco، ru، mn،fe ،cd ،cu pb، و ni استفاده کردیم و موفق به سنتز این نانوکلاسترها شدیم. سنتز بسیاری از این نانوکلاسترهای فلزی برای اولین بار بود که در بستر bsa صورت می گرفت. برای شناسایی نانوکلاسترهای سنتزی از مجموعه وسیعی از روشهای شناسایی نظیر فلورسانی، جذب فرابنفش، جذب مادون قرمز، تفرق نور دینامیکی، اندازه¬گیری زتای پتانسیل، اسپکتروسکوپی رامان، سیرکولار دیکرویزم استفاده گردید که یافته¬های حاصل از مجموعه روش¬های شناسایی سنتز موفقیت آمیز نانوکلاسترهای فلزی را در قالب bsa تایید می¬کند. برای تشخیص همزمان هر یک از هشت حالت ممکن جهش های نقطه ای از نانو کلاسترهای فلزی سنتز شده به عنوان برچسب الکتروشیمیایی استفاده شد. بدین منظور، نانوکلاسترهای فلزی مس، نیکل، کادمیم و سرب به ترتیب به نوکلئوبازهای آدنین، سیتوزین، گوانین و تیمین کانجوگه می¬شود. سپس نوکلئوبازهای متصل شده به نانوکلاسترهای فلزی در قالب bsa به محلهای اتصال جهش نقطه¬ای تک باز کوپل می¬شود. آنالیز الکتروشیمیایی عاری سازی نانوکلاسترهای فلزی و ظاهر شدن پیک الکتروشیمیایی فلزات در پتانسیل مشخص و مجزا امکان تشخیص هر هشت جهش نقطه¬ای تک باز را فراهم می¬کند. کارایی تجزیه¬ای روش طراحی شده برای اندازه¬گیری غلظت جهش نقطه¬ای aa با کد الکتروشیمیایی سرب، به¬کار گرفته شد که داده¬های حاصل از منحنی کالیبراسیون، وابستگی میزان سیگنال سرب به غلظت جهش aa را با حد تشخیص کمتر از 100اتومولار را نشان می¬دهد.