فیلمی از پلی پیرول با ساختار نانو فیبر، با روش ولتامتری پالس نرمال بر روی سطح الکترد پلاتین تهیه و از آن برای تثبیت تک رشته dna و سپس هیبرید کردن آن استفاده گردید. از روش-های ولتامتری چرخه ای، ولتامتری پالس تفاضلی و طیف سنجی امپدانس الکتروشیمیایی برای مطالعه چگونگی سنتز پلی پیرول، تثبیت تک رشته dna و هیبریدشدن آن استفاده گردید. به منظور تثبیت بهتر dna روی بستر پلی پیرول، ابتدا سطح مذکور فوق اکسید شد. تثبیت dna بر اساس جاذبه الکترواستاتیک میان بار منفی گروه های فسفات dna و بار مثبت پلی پیرول فوق اکسید شده (ppyox) انجام شد. میان‏کنش dna با سالیسیلیک اسید (sa)، استیل سالیسیلیک اسید یا آسپیرین (asa)، 2-پروپیونیلوکسی بنزوئیک اسید (pba) و 2-ایزوبوتیریلوکسی بنزوئیک اسید (iba) (دو ترکیب آخر، مشتق های سالیسیلیک اسید با شاخه های جانبی بزرگتر از آسپیرین هستند) با روش ولتامتری پالس تفاضلی مورد بررسی قرار گرفت. مشاهده شد که با افزایش هر یک از این 4 ترکیب، مقدار جریان های اکسایش گوانین کاهش یافت که نشان دهنده میان‏کنش آن ها با dna است. ثابت تشکیل پیوند این چهار ترکیب با چهار توالی مختلف dna با درصدهای متفاوت بازهای سیتوزین- گوانین و آدنین- تیمین به دست آمد. این نتایج نشان می دهد که با افزایش حجم گروه جانبی متصل به ریشه بنزوئیک اسید، ثابت پیوند کوچکتر شده و میان‏کنش آن‏ها با dna کاهش می‏یابد که این اختلاف در میان‏کنش در اثر ازدحام فضایی در ساختار آن ها برای وارد شدن به شیارهای کوچک dna نسبت داده شد. همچنین، در این پژوهش مشخص گردید که توالی هایی ازdna با درصد بیشتری از بازهای آدنین و تیمین، ثابت پیوند بزرگتری در میان‏کنش با این چهار ترکیب دارند.

در تحقیق حاضر به وسیله تغییر غلظت ماده فعال سطحی پلی وینیل پیرولیدون( pvp) مورفولوژیهای مختلف از سرب دی اکسید سنتز شد و تاثیر pvp بر روی مورفولوژی، اندازه و به ویژه خواص الکتروشیمیایی الکترود سرب دی اکسید مورد بررسی قرار گرفت. ترسیب الکتروشیمیایی سرب دی اکسید در حضور درصدهای مختلفی از pvp تحت چگالی جریان ثابت10 ma.cm?2 روی بستر تیتانیومی از محلولی شامل غلظت های مشخصی از pb(no3)2 ، naf در hclo4 انجام شد. مورفولوفوژی , توزیع نسبی فازها و ترکیب فازی به وسیله تصویر برداری با میکروسکپ الکترونی(sem) ، میکروسکپ نیروی اتمی (afm)و پراش اشعه ایکس (xrd) تعیین شدند. رفتار الکتروشیمیایی نمونه ها با آزمایش های ولتامتری چرخه ای(cv) ، طیف سنجی امپدانس الکتروشیمیایی(eis) بررسی شد. نمونه های سنتزشدهبا مورفولوژی های مختلف به عنوان قطب مثبت در باتری سرب اسید استفاده شدند و ظرفیت آنها با آزمایش های شارژ-دشارژ با جریان ثابت مورد بررسی قرار گرفت. براساس تصاویر میکروسکپ الکترونی مشخص شدکه مورفولوژی و اندازه ذرات سرب دی اکسید به شدت به غلظتpvp وابسته می باشد. میانگین اندازه ذرات نمونه بهینه( سرب دی اکسید سنتز شده در حضور 3 درصدpvp) با استفاده از فرمول دبای-شرر و همچنین با استفاده از تصاویر sem تعیین شد و به ترتیب4/19 و 7/33 نانومتر بدست آمد. طیف های پراش اشعه ایکسنشان دادندکه همه نمونه ها محتوای هر دو فاز ? و ?-pbo2 با درصدهای مختلف این دو فازمیباشند. طیف سنجی امپدانس الکتروشیمیایی(eis) نشان دادکه مقاومت انتقال بارمربوط به فرآیند تبدیل سرب(+2) به سرب(+4) در نمونه در عدم حضور pvpبا نمونه ها در حضورآن به شدت تغییر میکند. آزمایش های شارژ-دشارژ نمونه سنتز شده در حضور 3درصد pvpبالاترین ظرفیت را نشان داد که به دلیل داشتن اندازه ذرات ریزتر و افزایش سطح فعال واکنش می باشد.

بیو سنسور الکتروشیمیایی بر پایهgdna و نانو لوله کربنی، با اصلاح سطح الکترود خمیر کربن با نانو لوله های چند دیواره عامل دار شده تهیه گردید، برای تثبیت gdna بر روی سطح الکترود از اتصال دهنده-های جانبی edc/nhs استفاده شد و از این الکترود برای بررسی برهمکنش تعدادی از لیگاندها با gdna استفاده شد. برای بررسی تثبیت gdna روی سطح و برهمکنش آن با لیگاندهای مختلف از تکنیک های ولتامتری چرخه ای و ولتامتری پالس تفاضلی استفاده شد. برهمکنش لیگاندهای متیلن بلو، برخی آلکالوئیدها شامل بربرین، پالماتین، کرالین و سنگوئینارین و ترکیبات زعفران از جمله کروستین، کروسین و سافرانال با gdna بررسی شد. هدف بدست آوردن ثابت پیوند این لیگاندها با gdna به منظور تعیین نوع برهمکنش این لیگاندها با gdna بود. ثابت پیوند برهمکنش gdna با متیلن بلو 1- m 106× 2/1 و حدتشخیص µm 1 بدست آمد و مشخص شد که متیلن بلو به صورت اینترکلیت با gdna پیوند می دهد. برهمکنش آلکالوئیدها ها و ترکیبات زعفران با gdna با استفاده از ruhex به عنوان شناساگر الکتروشیمیایی بررسی شد. ثابت پیوند برهمکنش gdna با بربرین، پالماتین، کرالین و سنگوئینارین به ترتیب 1- m 105× 9/2، 1- m 105× 1/2، 1- m 105× 8/4، 1- m 105× 5/3 و حد تشخیص µm 2/0، µm 1/0، µm 2، µm 3/1 برای این لیگاندها محاسبه شد. تمایل برهمکنش این لیگاندها با gdna به ترتیب از کرالین به سنگوئینارین، بربرین و پالماتین کاهش نشان می داد. لیگاندهای مسطح کرالین و سنگوئینارین به ترتیب بصورت close stacking و weak stacking و پالماتین و بربرین که غیر مسطح می باشند بصورت الکترواستاتیک با gdna برهمکنش می-کنند. همچنین برای لیگاندهای کروستین، کروسین و سافرانال به ترتیب ثابت پیوند 1- m 104× 1/4، 1- m 104× 4/1، 1- m 104× 2 و حد تشخیص µm 3/0، µm 67/0، mm 04/0 بدست آمد. هر سه این لیگاندها از طریق برهمکنش با شیارها با gdna پیوند می دهند و تمایل برهمکنش برای این لیگاندها به ترتیب از کروستین به سافرانال و کروسین کاهش یافت.

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.