تشخیص پروتئین واکنش‌دهنده CRP ) C) و فاکتور نکروز دهنده توموری آلفا (TNF-α) بر پایه طیف‌سنجی تبدیل فوریه تداخل بازتابی از بستر سیلیکون متخلخل

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 بخش نانوبیوتکنولوژی، گروه مهندسی علوم زیستی، دانشکده علوم و فنون نوین، دانشگاه تهران، تهران، ایران

2 بخش مهندسی پزشکی، گروه مهندسی علوم زیستی، دانشکده علوم و فنون نوین، دانشگاه تهران، تهران، ایران

3 3- مرکز تحقیقات سلولی و مولکولی، دانشگاه علوم پزشکی بیرجند، بیرجند، ایران 4- گروه فارماسیوتیکس و نانوفناوری، دانشکده داروسازی، دانشگاه علوم پزشکی بیرجند، بیرجند، ایران

چکیده

سپسیس یکی از علل اصلی مرگ‌ومیر در بخش مراقبت‌های ویژه در سراسر جهان است. تشخیص زودهنگام و دقیق نشانگرهای زیستی مرتبط با سپسیس در جلوگیری از پیشرفت بیماری و کاهش مرگ، یک نیاز حیاتی است. در این مقاله، از یک حسگر زیستی نوری بدون برچسب بر پایه طیف‌سنجی تبدیل فوریه تداخل بازتابی در بستر سیلیکون متخلخل، برای اندازه‌گیری پروتئین واکنش‌دهنده  CRP ) C) و فاکتور نکروز دهنده توموری آلفا (TNF-α) به‌عنوان نشانگرهای زیستی شایع سپسیس استفاده شد. سطح لایه سیلیکون متخلخل با اندازه حفرات در بازه 5 تا 50 نانومتری و تخلخل 70 درصدی به‌منظور اتصال زیستی کووالانسی آپتامر، توسط 3- آمینوپروپیل تری اتوکسی سیلان (APTES) و گلوتارآلدهید (GA) اصلاح شیمیایی شد تا توانایی به دام انداختن آنالیت هدف را به‌دست آورد. با بررسی پرتو بازتاب‌شده از لایه متخلخل و طیف‌سنجی تبدیل فوریه تداخل بازتابی می‌توان ضریب شکست لایه متخلخل را محاسبه کرد که با تغییرات میزان حضور غلظت‌های مختلف نشانگرهای زیستی تغییر می‌کند. نتایج آزمایش‌ها رفتار خطی در غلظت‌های 10 تا 10000 نانوگرم بر میلی‌لیتر در پروتئین واکنش‌دهنده C و در غلظت‌های 100 تا 10000 نانوگرم بر میلی‌لیتر در فاکتور نکروز دهنده توموری آلفا و همچنین انتخاب‌پذیری این حسگر زیستی را نشان داد که پتانسیل بسیار بالایی برای توسعه درزمینه تشخیص بالینی سپسیس را ارائه می‌دهد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

CRP and TNF-α Detection using Porous Silicon Substrate Based on Reflectometric Interference Fourier Transform Spectroscopy

نویسندگان [English]

  • Sh. Mohammadi 1
  • F. Rahimi 1
  • A.H. Rezayan 1
  • A. Abouei Mehrizi 2
  • M. Sedighi 3
1 Nanobiotechnology Division, Department of Life Sciences Engineering, Faculty of New Sciences and Technologies, University of Tehran, Tehran, Iran
2 Biomedical Engineering Division, Department of Life Science Engineering, Faculty of New Sciences and Technology, University of Tehran, Tehran, Iran
3 3 Cellular and Molecular Research Center, Birjand University of Medical Sciences, Birjand, Iran 4 Department of Nanomedicine, Faculty of Medicine, Birjand University of Medical Sciences, Birjand, Iran
چکیده [English]

Sepsis is one of the leading causes of death in intensive care units (ICU) and is becoming more prevalent globally. As a result, an accurate and timely diagnosis of sepsis is critical for selecting the best treatment to prevent disease progression and mortality. In this study, CRP and TNF-α as common biomarkers of sepsis were detected using a label-free optical biosensor based on interferometric Fourier transform spectroscopy from a porous silicon substrate. The porous silicon layer was chemically modified with APTES and glutaraldehyde to immobilize the aptamer covalently in order to capture the analyte. The refractive index of the porous layer was determined by analyzing the reflection spectrum from the porous layer, which was associated with different biomarker concentrations. The results demonstrated linear responses in concentrations ranging from 10-10000 ng/ml for CRP and 100-10000 ng/ml for TNF-α and the biosensor's high discrimination. Thus, it has a high potential for advancement in clinical sepsis diagnosis.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Sepsis
  • Reflectometric interference Fourier transform spectroscopy (RIFTS)
  • Porous Silicon
  • CRP
  • TNF-α

ارتقاء امنیت وب با وف ایرانی