طراحي و ساخت نانو حسگر زيستي بر پايه نانو ذرّات اكسيد گرافن براي شناسايي و رديابي ويروس برگ بادبزني مو

Designing and Constructing of Nano Biosensor Based on Grafen Oxide Nano Particles for Detection of Grapevine Fanleaf Virus

مخرب‌ترين بيماري ويروسي شناخته شده در گياه مو، ويروس برگ بادبزني مو است كه هرساله موجب خسارت جبران ‌ناپذيري در تاكستان‌ها مي‌شود. از آنجايي‌كه سطح زير كشت انگور نسبت به ساير محصولات چشم‌گير بوده و انتقال و انتشار گسترده آن از طريق مواد رويشي انجام مي‌شود، شناسايي دقيق اين بيماري در تاكستان‌ها با استفاده از يك روش سريع با حساسيت بالا، ضروري است. در اين پژوهش به منظور طراحي يك نانوحسگر زيستي بر پايه اكسيد گرافن از cDNA ژن كت پروتئين (CP) مربوط به ويروس برگ بادبزني مو استفاده شد. اساس كار در اين حسگر، فلورسانس نشري حاصل از پروب DNA نشان‌دار مي‌باشد كه در صورت هيبريد شدن DNA پروب با DNA مربوط به ژن CP فلورسانس نشري مشاهده شده و با استفاده از دستگاه فلوريمتري اندازه‌گيري مي‌شود. به منظور بهينه‌سازي نانوحسگر تمام فاكتورهاي زمان اتصال پروب DNA به گرافن اكسيد، غلظت گرافن اكسيد، زمان هيبريداسيون DNA مكمل به پروب DNA نشان‌دار و غلظت DNA مكمل به منظور هيبريداسيون با پروب متصل به گرافن اكسيد مورد ارزيابي قرار گرفت. نتايج آزمايشات نشان داد كه نانوحسگر طراحي شده قابليت شناسايي ژن CP را داشته و مي‌تواند ويروس برگ بادبزني مو را با كارايي بالا تا 13-10 مول بر ليتر شناسايي نمايد.

The most destructive viral disease in vine plants is grapevine fan leaf virus (GFLV) which causes severe damages to vineyards every year. Since the area under grape cultivation is significant compared to other crops and its propagation is done by vegetative materials, therefore, the identification of this disease in vineyards using a rapid method with high sensitivity is essential. In this study, in order to design a nanobiosensor based on graphene oxide, cDNA of the coat protein (CP) gene of GFLV was used. The basis of action of this sensor is the fluorescence emission obtained from the DNA probe. If the probe DNA is hybridized with the cDNA of the CP gene, the emission fluorescence is observed and measured using a fluorimetric device. In order to optimize the nanosensor, all factors of binding time of DNA probe to graphene oxide, graphene oxide concentration, time of hybridization of cDNA to DNA probe and concentration of cDNA for hybridization with probe attached to graphene oxide were evaluated. The results showed that the designed nanosensor was able to detect CP gene and could detect GFLV with high efficiency up to 10-13 mol/l.