|
|
علوم و تکنولوژی پلیمر، جلد ۳۷، شماره ۴، صفحات ۰-۰
|
|
|
| عنوان فارسی |
طراحی و ساخت سیلیکون متخلخل-ژلاتین در تشخیص مقدار رشد باکتری با روش طیف‌سنجی تبدیل فوریه تداخل بازتابی |
|
| چکیده فارسی مقاله |
فرضیه: تشخیص باکتری‌های بیماری‌زا در نمونه‌های غذایی و بالینی بسیار ارزشمند است و انجام چنین تشخیصی در بازه زمانی کوتاه همچنان به‌عنوان چالش باقی‌مانده است. در این پژوهش، از نانوحسگر نوری بر پایه طیف‌سنجی تبدیل فوریه تداخل بازتابی از سیلیکون متخلخل ادغام‌شده با هیدروژل ژلاتین، برای تشخیص رشد باکتری استفاده شد. ژلاتین، هیدروژلی حساس به pH است که با رشد باکتری و تغییر pH محیط، به سرعت متورم می‌شود. هیبرید این هیدروژل با نانوساختار سیلیکون متخلخل، ساختاری حساس به pH ایجاد می‌کند که ضریب شکست آن با رشد باکتری و تغییر pH، تغییر می‌کند. این تغییر، سبب تغییر ضخامت اپتیکی مؤثر نانوساختار هیبریدی‌شده و با روش طیف‌سنجی تبدیل فوریه تداخل بازتابی، قابل بررسی است.
روش‌ها: ابتدا به‌منظور ساخت سیلیکون متخلخل از فرایند خوردگی الکتروشیمیایی استفاده شد. در مرحله بعدی سطح سیلیکون متخلخل اکسیدشده با آمینوپروپیل تری‌اتوکسی سیلان (APTES) که گروه‌های آمین را جهت مزدوج‌سازی با ژلاتین روی سطح به جای می‌گذارد، عامل‌دار شد. در نهایت رفتار تورم هیدروژل در هیبرید سیلیکون متخلخل-ژلاتین در پاسخ به تغییرات pH محیط و سپس در مجاورت غلظت‌های مختلف باکتری بررسی شد.
یافته‌ها: با استفاده از طیف‌سنجی پاشنده انرژی پرتو X در حالت نقشه‌برداری و بررسی توزیع عناصر کربن، نیتروژن، اکسیژن و سیلیکون، نفوذ ژل به درون حفره‌های سیلیکون متخلخل مشاهده شد. با بررسی پرتو بازتابیده و طیف‌نمایی تبدیل فوریه تداخل بازتابی از هیبرید سیلیکون متخلخل-ژلاتین در مجاورت بافر با pHهای مختلف، به‌دلیل تورم لایه ژل و نزدیک‌شدن ضریب شکست این لایه به ضریب شکست محیط پیرامون از مکان قله اول (پیک سیلیکون متخلخل) به‌عنوان سیگنال تشخیصی استفاده شد. نتایج نشان داد، ساختار حاصل، قدرت تشخیص تغییرات pH محیط و نیز رشد باکتری را در محدوده غلظت‌های 102 تا 105 کلنی بر میلی‌لیتر دارد. |
|
| کلیدواژه‌های فارسی مقاله |
نانوحسگر،
حساس به pH،
ژلاتین،
سیلیکون متخلخل،
طیف سنجی تبدیل فوریه تداخل بازتابی، |
|
| عنوان انگلیسی |
Design and Fabrication of Porous Silicon-Gelatin Hybrid to Detect Bacterial Growth by Reflectometric Interference Fourier Transform Spectrometry |
|
| چکیده انگلیسی مقاله |
Hypothesis: The detection of pathogenic bacteria in food and clinical samples is valuable, and diagnosing them in a short period of time remains a challenge. In this research, an optical nanosensor based on Fourier transform spectroscopy from a porous silicon integrated with gelatin hydrogel was used to detect bacterial growth. Gelatin is a pH-sensitive hydrogel that swells quickly with the growth of bacteria and changes in the pH of the environment. The hybrid of this hydrogel with porous silicon nanostructure creates a pH-sensitive structure whose refractive index changes with bacterial growth and pH changes. This change causes a variation in the effective optical thickness of the hybrid nanostructure, which can be investigated using Fourier transform spectrometry
Methods: First, electrochemical etching was used to fabricate porous silicon. In the next step, the oxidized porous silicon surface was functionalized with APTES, which leaves amine groups on the surface for conjugation with gelatin .Finally, the swelling behavior of hydrogel in hybrid was investigated in response to environmental pH changes and then in the presence of different concentrations of bacteria
Findings: By X-ray energy dispersive spectroscopy in mapping mode and checking the distribution of elements, the penetration of the gel into the pores of porous silicon was observed. By analyzing the Fourier transform spectrometry of the porous siliconegelatin hybrid in the presence of buffers with different pH levels, it was determined that due to the swelling of the gel layer and the refractive index of this layer approaching the refractive index of the surrounding environment, the location of the first peak used as the fluid peak can be considered as a diagnostic point. The results showed that this structure has the ability to detect changes in environmental pH as well as bacterial growth in the concentration range of 102 to 105 cfu/mL. |
|
| کلیدواژه‌های انگلیسی مقاله |
نانوحسگر,
حساس به pH,
ژلاتین,
سیلیکون متخلخل,
طیف سنجی تبدیل فوریه تداخل بازتابی |
|
| نویسندگان مقاله |
شیما ابرقویی |
تهران، دانشگاه تهران، دانشکدگان علوم و فناوری‌های میان رشته‌ای، دانشکده مهندسی علوم زیستی، گروه نانوبیوتکنولوژی و زیست‌تقلید، کد پستی 14399571131
فرشته رحیمی |
تهران، دانشگاه تهران، دانشکدگان علوم و فناوری‌های میان رشته‌ای، دانشکده مهندسی علوم زیستی، گروه نانوبیوتکنولوژی و زیست‌تقلید، کد پستی 14399571131
نظامی دوران |
ترکیه، آنتاکیا-هاتای، دانشگاه مصطفی کمال هاتای، دانشکده پزشکی، گروه میکروبیولوژی، کد پستی 31060
علی ابویی مهریزی |
تهران، دانشگاه تهران، دانشکدگان علوم و فناوری‌های میان رشته‌ای،دانشکده مهندسی علوم زیستی،گروه فناوری پزشکی و مهندسی بافت، کد پستی 1439957131
مهسا صدیقی |
بیرجند، دانشگاه علوم پزشکی بیرجند، دانشکده داروسازی، گروه فارماسیوتیکس و نانوفناوری، کد پستی 9717853076
|
|
| نشانی اینترنتی |
http://jips.ippi.ac.ir/article_2094_45db69aeaf52082d0e139a3779308a1c.pdf |
| فایل مقاله |
فایلی برای مقاله ذخیره نشده است |
| کد مقاله (doi) |
|
| زبان مقاله منتشر شده |
fa |
| موضوعات مقاله منتشر شده |
|
| نوع مقاله منتشر شده |
|
|
|
|
برگشت به:
صفحه اول پایگاه |
نسخه مرتبط |
نشریه مرتبط |
فهرست نشریات
|