زیست حسگرهای الکتروشیمیایی زیرشاخه مهمی از حسگرهای شیمیایی هستند که در آنها از الکترود به عنوان مبدل استفاده می شود که اطلاعات بیولوژیک را به سیگنال الکترونیکی تبدیل می کند.
ترجمه مقاله پیشرفت در زیست حسگرهای الکتروشیمیایی – الزویر 2018
چکیده
برای تشخیص بیماری های عفونی، اختلالات متابولیک، سرطان های بدخیم و آشکارسازی آلودگی محیطی شدیداً به سیستم های آشکارسازی سریع، کم هزینه، چند بار مصرف، قابل اطمینان و حساس نیاز است. برخی از روش های متداول، تهاجمی، کند، پرهزینه و دشوار هستند و به ابزارهای کاملاً خاص نیاز دارند. معرفی بیوسنسورهای ساخته شده با مواد نانو همچون ترانسدیوسرهای سیگنال به حذف نقاط ضعف آشکارسازهای متداول کمک کرده است. ویژگی هایی همچون استحکام بالای مکانیکی، رسانایی الکتریکی بهتر و توانایی کار به عنوان تراندیسور سیگنال کارآمد، نانوتیوب های کربنی (CNT ها) را در میان مواد نانو به ماده ای ایده آل برای کاربردهای بیوسنسور تبدیل کرده است.
علاوه بر این CNT ها به دلیل برخورداری از سطوح گسترده ای که برای تثبیت گیرنده به سادگی قابلیت عاملدار شدن دارند، در ساخت بیوسنسورها اهمیت می یابند. حوزه در حال گسترش CNT ها، پلی را میان علوم فیزیکی و زیستی ایجاد نموده است، زیرا برای توسعه ابزارها و پلتفرم های جدید برای درک سیستم های بیولوژیک در تشخیص و درمان بیماری از روش های شیمیایی استفاده می شود.
این مطالعه به ارائه پیشرفت های اخیر در عاملدار نمودن سطح CNT های لازم برای تثبیت آنزیم ها و آنتی بادی ها در کاربردهای بیوسنسورها و روش های مورد استفاده در آشکارسازی تعداد گونه های شیمیایی و زیستی می پردازد. این مقاله با پیش بینی چشم اندازهای آتی CNT ها در بیولوژی و پزشکی به پایان خواهد رسید.
بخشی از متن انگلیسی مقاله
Abstract
There is an increasing need for rapid, low cost, reusable, reliable and sensitive detection systems for diagnosing infectious diseases, metabolic disorders, rapidly advancing cancers and detecting the presence of environmental pollutants. Most traditional methods are invasive, slow, expensive and laborious, requiring highly specialized instruments. Introduction of biosensors with nanomaterials as transducers of signals have helped in removing the disadvantages associated with traditional detectors. The properties of high mechanical strength, better electrical conductivity and ability to serve as efficient signal transducers make carbon nanotubes (CNTs) ideal material for biosensor applications among the gamut of nanomaterials.
Further, CNTs with their high surface areas, easily functionalizable surfaces for receptor immobilization are gaining importance in the construction of biosensors. The expanding field of CNTs bridges the physical sciences with biology, as chemical methods are employed to develop novel tools and platforms for understanding biological systems, in disease diagnosis and treatment. This review presents recent advances in surface functionalization of CNTs necessary for immobilization of enzymes and antibodies for biosensor applications and the methodologies used for the detection of a number of chemical and biological species. The review ends with a speculation on future prospects for CNTs in biology and medicine.
مقاله در مورد حسگر الکتروشیمیایی
مقدمه
نانوتیوب های کربنی در ابتدا توسط سومیو آیجوما [1] در سال 1991 توصیف شد و در آن زمان دریافتند که خواص مفید و منحصر به فرد زیادی دارند. CNT ها به دو نوع نانوتیوب های تک جداره (SWCNT) و نانوتیوب های چند جداره (MWCNT) تقسیم می شوند که در شکل 1 نشان داده شده است. با پیچیدن یک ورقه گرافین در یک استوانه می توان به SWCNT دست یافت، در حالی که استوانه های متمرکز گرافین که فاصله لایه های آن ها برابر با 0.34 نانومتر باشد MWCNT را ایجاد می کند. خواص CNT ها از ساختار آن ها ناشی می شود (شکل 2). SWCNT ها می توانند دارای ساختاری به صورت زیگزاگ، آرمچر یا کایرال باشند.
SWCNT ها می توانند به صورت فلز یا نیمه هادی عمل کنند که خواص آن با آرایش اتمی (خصلت کایرالی) و قطر نانوتیوب تعیین می شود. محورهای رول آپ (n,m) استوانه، خواص الکتریکی SWCNT ها را توصیف می کنند. SWCNT های فلزی دارای بردارهای رول آپی به صورت n-m=3q می باشند، در حالی که SWCNT های نیمه هادی دارای رول آپی به صورت n-m≠3q می باشند (در اینجا q هر گونه عدد صحیحی می تواند باشد). در صورتی که m=0 باشد، نانوتیوب ها را زیگزاگ می نامیم. در صورتی که n=m باشد، نانوتیوب ها را آرمچر و مابقی آن ها را کایرال می نامیم.
مشخصات مقاله انگلیسی ترجمه شده
| عنوان فارسی مقاله: | پیشرفت های جدید در زیست حسگرهای الکتروشیمیایی مبتنی بر نانولوله کربنی |
| عنوان انگلیسی مقاله: | Recent advances in carbon nanotube based electrochemical biosensors |
| سال انتشار میلادی: | الزویر 2018 |
| نشریه: | Database: Elsevier – ScienceDirect (ساینس دایرکت)مجله بین المللی ماکرومولکول های زیستی – International Journal of Biological Macromolecules |
| کلمات کلیدی فارسی: | DNA, آنزیم ها, بیوسنسورها, عاملدار نمودن CNT ها, نانوتیوب های کربنی, |
| کلمات کلیدی انگلیسی: | Carbon nanotubes, Functionalization of CNTs, Enzymes, DNA, Biosensors |
| تعداد صفحات ترجمه شده: | 32 صفحه |
| نویسندگان: | S. Gupta, C.N. Murthy, C. Ratna Prabha |
| موضوع: | |
| دسته بندی رشته: | زیست شناسی, علوم پزشکی |
| فرمت فایل انگلیسی: | 17 صفحه با فرمت pdf |
| فرمت فایل ترجمه شده: | ورد آفیس word |
| کیفیت ترجمه: | عالی |
| نوع مقاله: | isi |
مقالات ISI درباره بیوسنسور الکتروشیمیایی یا زیست حسگرهای الکتروشیمیایی
نتیجه گیری
نتیجه گیری خواص الکتروشیمیایی فوق العاده CNT ها باعث شده است آن ها به عنوان پلتفرم های ساخت انواع بیوسنسورهای الکتروشیمیایی دارای رفتار تحلیلی بهبود یافته مورد استفاده قرار گیرند. آن ها خواص فیزیکی، شیمیایی، الکتریکی و نوری فوق العاده و گسترده ای را با هم ترکیب می کنند که باعث می شود آن ها یکی از مناسب ترین مواد برای انتقال سیگنال های تشخیص آنالیت، متابولیت یا بیومارکرهای بیماری باشند. علاوه بر این، CNT ها می توانند به عنوان داربست برای عاملدار نمودن بیومولکول های موجود بر روی سطح خود عمل کنند.
فعالیت الکتروکاتالیزی الکترودهای مبتنی بر CNT در مقابل هیدروژن پراکسید و NADH، امکان بیوسنسینگ آمپرومتری کم پتانسیل و کارآمد بسترهای مهم متعددی را فراهم می سازد. واکنش پذیری الکتروشیمیایی بهبود یافته به همراه مقاومت در برابر جرم بستن بر روی سطح به پایداری بالای آشکارساز کمک می کند. بیوسنسورهای DNA الکتروشیمیایی می توانند از به کارگیری پلتفرم های تکیه گاه CNT و آشکارسازی بهبود یافته محصولات برچسب آنزیم یا گوانین هدف استفاده کنند.
امید می رود چنین کارهای میان رشته ای، نسل جدیدی از بیوسنسورهای مبتنی بر CNT را برای گستره عظیمی از کاربردها توسعه دهد. از همه مهمتر، بیوسنسینگ مبتنی بر CNT دارای پتانسیل آشکارسازی بافت زنده را با سمیّت سلولی کمتر، حساسیت بالا و پایداری بلند مدت برای تشخیص های قابل اطمینان مراقبت در بالین بیمار و تحت شرایط فیزیولوژیک می باشد. همچنین این کاربردها به رشته پزشکی محدود نمی شوند، بلکه در صنایع غذایی، تصفیه آب و کشاورزی و … نیز کاربرد دارند. بنابراین باید گفت که کاربردهای بیوسنسینگ آنی CNT ها در آینده بروز خواهند کرد.
مقاله isi با ترجمه فارسی
فهرست مطالب
چکیده
۱٫ مقدمه
۲٫ سنسورها و بیوسنسورها
۲٫۱٫ CNT ها به عنوان مواد مطلوب برای بیوسنسورها
۲٫۲٫ عاملدار نمودن نانوتیوب های کربنی (CNT ها)
۲٫۲٫۱٫ عاملدار نمودن CNT ها به روش کووالانسی
۲٫۲٫۲٫ عاملدار نمودن غیر کووالانسی نانوتیوب های کربنی
۲٫۳٫ تثبیت آنزیم ها برای بیوسنسورها
۲٫۳٫۱٫ روش های تثبیت آنزیم
۲٫۳٫۱٫۱٫ جذب سطحی
۲٫۳٫۱٫۲٫ به دام انداختن
۲٫۳٫۱٫۳٫ الکترو پلیمریزاسیون (پلیمری سازی تحت جریان الکتریکی)
۲٫۳٫۱٫۴٫ پیوند کووالانسی
۲٫۳٫۱٫۵٫ اتصال عرضی
۳٫ بیوسنسورهای مبتنی بر CNT
۳٫۱٫ بیوسنسورهای مبتنی بر اکسیداز
۳٫۱٫۱٫ گلوکز اکسیداز
۳٫۱٫۱٫۱٫ کنترل گلوکز
۳٫۱٫۲٫ بیوسنسورهای مبتنی بر کلسترول اکسیداز
۳٫۱٫۳٫ بیوسنسورهای CNT-اکسیداز دیگر
۳٫۲٫ بیوسنسورهای مبتنی بر دی هیدروژنازها
۳٫۳٫ بیوسنسورهای آنزیمی دیگر
۳٫۴٫ بیوسنسورهای مبتنی بر آپتامر DNA
۳٫۵٫ بیوسنسورهای CNT پوشیده شده با آنتی بادی برای آشکارسازی بیومارکرها
۴٫ کاربردهای زیست پزشکی دیگر نانوتیوب های کربنی
۴٫۱٫ نظارت بر ترکیبات متابولیک
۵٫ نتیجه گیری