تثبيت آنزيم گلوكز اكسيدار بر سطح تك لايه هاي خود آراي كربوكسيليك انيدريد بررسي شد
عبدالحميد هاتفي مهرجردي، دانشجوي دكتري شيمي گرايش تجزيه، پايان نامه خود با موضوع تثبيت آنزيم گلوكز اكسيداز بر سطح تك لايه هاي خود آراي كربوكسيليك انيدريد به منظور ساختن زيست حسگر گلوكز مناسب ترند را به راهنمايي دكتر رضا كريمي شروداني مورد بررسي قرار داد.
به گزارش خبرنگار وب سايت خبري UINews مهرجردي در جلسه ي دفاعيه ي خود اظهار داشت: تيولها ميتوانند در سطح فلزات و يا اكسيدهاي فلزي جذب شوند. جذب ابتدا تصادفي بوده، سپس نظم گرفته و تك لايههاي پايداري را تشكيل ميدهد. اين تك لايهها فرصتي را براي ايجاد عاملهاي شيميايي با دقت ملكولي فراهم آورده و دستكاري سطح در ابعاد ملكولي را ممكن ميسازند. بسته به اين كه ملكول آلي جذب شده بلند زنجير يا كوتاه زنجير، عاملدار يا بدون عامل باشد، سد عايقي در برابر انتقال الكترون ايجاد كرده، تغييرات چنداني در برابر سينتيك انتقال الكترون بوجود نياورده و يا حتي انتقال الكترون را تحريك و تشديد مي كند. اين رفتار امكان پيگيري تغييرات ساختار تك لايه، با وجود ابعاد نانومتري ملكولها، را ساده ميكند. ملكولهاي جذب شده بر روي سطح هادي ميتوانند مستقيماً به عنوان حسگر به كار روند، يا به عنوان سكويي با اصلاح بيشتر جهت ساخت حسگرها و زيست حسگرها الكتروشيميايي مورد استفاده قرار گيرند. تشكيل تك لايههاي خودآراي تيولي بر روي الكترود طلا، يكي از بهترين روشها در ايجاد گروههاي عاملي مناسب در سطح جهت ساخت حسگرها و زيست حسگرهاي الكتروشيميايي ميباشند. در ميان اين گروههاي عاملي، كربوكسيليك اسيدها وآمينها از همه مناسبترند.
ساختار تمام زيست حسگرها شامل دو جزء اصلي است: عنصر بيولوژيك ( نظير آنزيم، آنتي بادي، DNA و ... ) و مبدل ( نظير مبدلهاي الكتروشيميايي، نوري، حرارتي و ... ) عنصر بيولوژيك در سطح مبدل تثبيت، علامت شيميايي را تشخيص داده، و به علامت الكتريكي قابل آشكارسازي و اندازهگيري توسط دستگاه، تبديل ميكند. از ديدگاه تجزيهاي، تثبيت آنزيمها در سطح مبدلها، به خصوص مبدلهاي الكتروشيمايي، داراي محاسن زيادي است كه از اهم آنها ميتوان به: (1) افزايش پايداري و طول عمر آنزيم و (2) افزايش حساسيت، بهبود حد تشخيص و محدوده خطي روش تجزيهاي اشاره نمود. تثبيت آنزيمها بر روي تك لايههاي خودآراي تيولي تشكيل شده بروي طلا، از اهميت بسزايي برخوردار است.
علت اين توجه روز افزون، زيست سازگاري تك لايهها، امكان اصلاح سطح و تغييرات آن در ابعاد نانومتري، جهت تثبيت منظم آنزيمها ميباشد. روشهاي تثبيت عنصر بيولوژيك در سطح مبدلهاي الكتروشيميايي كه تا كنون از طريق تك لايههاي خودآرا توسعه يافتهاند، عموماً مبتني بر ايجاد پيوند كوالان از طريق فعال سازي گروههاي انتهايي ملكولهاي آرايش يافته بر روي سطح بوده است. اين كار نيازمند معرفهاي فعال كننده گران قيمت است، بعلاوه استفاده از اين معرفها نهايتاً منجر به كاهش فعاليت عنصر بيولوژيك تثبيت شده ميشود.
در اين پايان نامه از تك لايههاي خودآراي مركاپتوكربوكسيليك اسيد بعنوان بستري براي تثبيت آنزيم استفاده و يك روش تثبيت جديد توسعه داده شده است كه قادر به حذف معرف فعال كننده از محيط تثبيت آنزيم ميباشد. اين روش مبتني بر تشكيل گروههاي انيدريد در سطح ميباشد. براي اين منظور از آنزيم گلوكز اكسيدزا بعنوان يك مدل ايده آل استفاده و گلوكز اندازهگيري شده است. روش مذكور قابل توسعه براي تثبيت ساير آنزيمها، DNA و زيست مولكولها مي باشد.
بعلاوه بررسي نتايج نشان داد كه روش طيف سنجي مقاومت ظاهري الكتروشيميايي به عنوان يك روش قوي، غير مخرب و آموزنده ميتواند با همان توانمندي كه در توصيف الكتروشيميايي مراحل خودآرايي و اصلاح سطح به كار ميرود، به عنوان مبدل الكتروشيميايي جهت اندازهگيري كمي نيز استفاده ميگردد. بر اين اساس انتقال بار بين سطح و ردياب احيا شده توسط آنزيم گلوكزاكسيدزا، به عنوان خاصيت اصلي الكتروشيميايي در مطالعه زيست حسگرهاي تهيه شده، مورد استفاده قرار گرفت.
اهميت اين كارها از نظر بنيادي شامل دو جنبه ميباشد (1) ارائه روشهاي نو در تهيه حسگرهاي جديد و (2) توسعه روشهاي جديد بر پايه طيف سنجي مقاومت ظاهري الكتروشيميايي در خلال انجام اين پايان نامه قسمتهايي از آن به صورت مقاله در مجلات بينالمللي به چاپ رسيده و يا به صورت پوستر و سخنراني در همايشهاي داخلي ارائه شده است.
گفتني است دكتر اسماعيل شمس ، دكتر محمد كاظم اميني ، دكتر حميد رضا زارع و دكتر عبداله سليمي ، داوران پايان نامه ي دكتر عبدالحميد هاتفي مهرجردي بودند.



