طراحي يك نانو حسگر زيستي با استفاده از آنتي بادي تثبيت شده روي نقاط كوانتومي و رودامين متصل به سيترينين جهت شناسايي مايكوتوكسين

Design of a biosensor using antibodies immobilized on the quantum dots and rhodamine attached to citrinin to detect mycotoxin

سيترينين متابوليت نفروتوكسيكي است كه در حيوانات به كليه‌ها آسيب وارد مي‌كند. لذا گسترش روش‌هاي سم‌زدايي طي فرآيند مواد غذايي اهميت دارد. كوانتوم‌دات‌ها ‍ب‍‍ا‍ استفاده از ي‍ك منبع برانگيختگي ‍‍‌ب‍ا طول‌موج منفرد تحريك‌شده و پيك‌هاي نشري متفاوتي را ارائه مي­دهند. در اين تحقيق يك حسگر جديد بر اساس بيوكونژوگه شامل نانو كريستال‌هاي نيمه‌هادي كوانتوم دات و آنتي‌بادي ضد سيترينين با بكار بردن سيستم FRET(Fluorescence Resonance Energy Transfer)، براي تعيين ميزان سموم سيترينين بكار گرفته شد. نانو كريستال‌هاي نيمه‌هادي يا كوانتوم‌دات‌ها (CdTe,CdTe/CdS)، با استفاده از روش رفلاكس با احياء پودر تلوريوم و تحت جريان گاز ازت در آزمايشگاه سنتز شد. شدت فلورسانس كوانتوم دات‌ها با استفاده از دستگاه اسپكتروفلوريمتري تعيين گرديد. فعاليت آنتي‌بادي در نانوبيوكونژوگه نيز توسط دستگاه اسپكتروفلوريمتري سنجيده شد. سپس كونژوگه سيترينين-آلبومين نيز به تركيب فلورسانس رودامين123 متصل ‌شد كه اين واكنش ايمنولوژيكي با ميل تركيبي بالا بين آنتي‌بادي ضدسيترينين-كوانتوم‌دات(دهنده) و ليبل سيترينين-رودامين123(گيرنده) به‌عنوان فلوروفوراستفاده مي‌شود. بعد از اضافه كردن محلول نانوبيوكونژوگه به داخل كووت كه حاوي مقدار معيني بافر فسفات است، سيترينين با غلظت‌هاي مختلف به آن اضافه شد و بعد از چند دقيقه تغييرات درشدت فلورسانس كوانتوم دات مشاهده گرديد. كاهش منظم شدت فلورسانس با افزايش غلظت سيترينين به دست آمد. با توجه به آثار جمعي كه مايكوتوكسين‌ها بر سلامتي انسان و حيوان دارند تعيين ميزان آلودگي مواد غذايي به مايكوتوكسين‌ها ازجمله سيترينين با استفاده از نانوبيوسنسورها به‌عنوان يك روش اختصاصي كه ناشي از بكار بردن آنتي‌بادي مونوكلونال در آن است، عملكرد بهتري دارد. اين نانوبيوسنسور طراحي‌شده برخلاف روش‌هاي معمولي مثل ELISA و HPLC به‌صورت هموژن، ساده، سريع، و ارزان‌اند و نياز به مراحل جداسازي يا شستشوي زياد ندارد.

Citrinine is a nephrotoxic metabolite that damages the kidneys in animals. Therefore, the development of detoxification methods during the food process is important. Quantum devices, using a single source of excitation, are excited by individual wavelengths and produce different emission peaks. In this study, a new bioconjugation-based sensor consisting of quantum dot semiconductor nanocrystals and anti-citrinin antibody was used to determine the amount of citrinin toxins using the FRET (Fluorescence Resonance Energy Transfer) system. Semiconductor nanocrystals or quantum materials (CdTe, CdTe / CdS) were synthesized in the laboratory using reflux method by reducing tellurium powder under a stream of nitrogen gas. The fluorescence intensity of quantum data was determined using a spectrofluorimetric device. Antibody activity in nanobioconjugate was also measured by spectrofluorimetry. The citrinin-albumin conjugate was then attached to the fluorescence compound rhodamine 123, which is a highly affinity immunological reaction between the anti-citrinin-quantum antibody (donor) and the citrinin-rhodamine 123 (receptor) label used as fluorophora. After adding the nanobioconjugated solution to the cuvette, which contains a certain amount of phosphate buffer, citrinin was added to it in different concentrations, and after a few minutes, changes in the intensity of quantum dot fluorescence were observed. A regular decrease in fluorescence intensity was obtained by increasing the citrinin concentration. Due to the collective effects of mycotoxins on human and animal health, it is better to determine the extent of food contamination with mycotoxins, including citrinin, using nanobiosensors as a specific method that results from the use of monoclonal antibodies. Unlike conventional methods such as ELISA and HPLC, these designed nanobiosensors are homogeneous, simple, fast, and inexpensive and do not require much separation or rinsing.