تشخيص اگزوتوكسين باكتري استافيلوكوكوس ارئوس توسط روش پتانسيومتري در مقايسه با طيف سنجي مبتني برنانوذرات اصلاح شده(متصل به پادتن)

Comparison of potentiometry and spectroscopy-based modified nanoparticles linked to antibodies for detection of Staphylococcus aureus exotoxin

سابقه و هدف: با پيشرفت تكنولوژي نانو، طراحي حسگر هاي انتخابي و هوشمند يكي از بزرگترين انقلاب هاي صنعت كنترل كيفي مواد غذايي محسوب مي شود كه هم در زماني كوتاه و هم با دقتي بسيار بالا مي تواند تشخيص سم باكتري را انجام دهد، در اين تحقيق با طراحي حسگرزيستي به تشخيص اگزوتوكسين باكتري استافيلوكوكوس ارئوس پرداخته شده است. مواد و روشها: در اين تحقيق از مونومرهاي متااكريليك اسيد براي تهيه قالب ملكولي و تهيه پليمر استفاده گرديده و در مرحله دوم حسگر ي بر پايه اتصال آنتي بادي باكتري به نانو ذره استفاده شد، سوسپانسيون حاصل از نانوسيليكاي عامل دار متصل به آنتي بادي باكتري را در مجاورت نمونه هاي آب مقطر آلوده به سم باكتري استافيلوكوكوس ارئوس با غلظت 3-10 مولار قرار داده شد تا در صورت وجود سم باكتري در نمونه، اتصال بين آنتي ژن سم با آنتي بادي انجام گيرد. يافته ها: نتايج به دست آمده حاكي از آن است كه تا رقت 3-10مولار توسط حسگر پلي مر قالب ملكولي قابل تشخيص بوده و رقت هاي رقيق تر قابل رديابي نمي باشد اما در حسگر طراحي شده به روش نانو سيليكا، تا رقت 4- 10 قابل رديابي مي باشد، حساسيت تا 60 روز ارزيابي شد. حسگر مبتني بر پليمر قالب ملكولي تا 28 روز و حسگر نانوسيليكا تا 56 روز مورد تاييد بوده و بعد از زمان مذكور رو به كاهش قرار گرفت. نتيجه گيري: نانوحسگرهاي زيستي كاربردي در مقايسه با روش هاي بيوتكنولوژيك مرسوم همچون واكنش زنجيره اي پلي مراز و حتي روش هاي كشت ميكروبي ، از دقت و حساسيت منحصر به فردي برخوردار بوده و به عبارتي ديگر زمان تشخيص را از چند ساعت به چند دقيقه تقليل مي دهد.

Background and Objective: With the advent of nanotechnology، selective and smart sensors have revolutionized quality control of food products. They can identify the volume and toxicity of the bacteria in moments with very high precision. The present study designed a new nano-biosensor to detect Staphylococcus aureus exotoxin. Material and Methods: In the new technique، a molecular framework and polymer were produced using meta-acrylic acid monomers. The sensor was then used based on the bacterial antibody connection to the nanoparticle. The suspension produced from agent-linked nanosilica connected to bacterial antibodies was positioned near samples of distilled water contaminated with Staphylococcus aureus bacterial toxin with a density of 10-3. When toxin was detected in the sample، a connection formed between the toxin antigen and antibody. Results: The results indicate that the molecular framework polymer sensor was capable of detecting a minimum density of 10-3. The nano silica sensor was sensitive to a minimum sensitivity of 10-4. The sensitivity of the sensors was examined for 60 d; the first sensor confirmed the results at 28 d and the second sensor at 56 d and began to decrease thereafter. Conclusion: Compared to conventional methods، such as cultures، and biotechnical methods، such as polymerase chain reaction، practical nano-biosensory is accurate، sensitive and unique. It decreases detection time from hours to 30 min.