مطالعه میان‌کنش و پایداری کمپلکس نانومیله‌های طلا- آنتی‌بادی ضد آلبومین با رویکرد طراحی نانوزیست حسگر

نوع مقاله : پژوهشی اصیل

نویسندگان

1 گروه نانوبیوتکنولوژی، دانشکده علوم زیستی، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران

2 گروه بیوشیمی، دانشکده علوم زیستی، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران

چکیده
در جدیدترین پژوهش‌های مبتنی بر استفاده از نانوذرات با رویکرد کاربردی، نانوساختارهای میله‌ای‌شکل طلا با داشتن خواص نوری بی‌نظیر در درمان و تشخیص بیماری‌ها مورد توجه ویژه قرار گرفته‌اند. شکل میله‌ای این نانوساختارها، باعث جذب قوی و حساس پلاسمون سطحی در ناحیه مادون قرمز می‌شود. در پژوهش حاضر، با توجه به حساسیت ویژه نوسانات پلاسمون سطحی نانومیله‌های طلا نسبت به کوچک‌ترین تغییرات محیطی و اهمیت تشخیص سریع مقادیر بسیار کم آلبومین در ادرار، اتصال و پایداری نانومیله‌های طلا به آنتی‌بادی ضد آلبومین در شرایط مختلف غلظتی، حجمی، زمانی و همچنین تغییرات pH مورد بررسی قرار گرفت. نتایج مطالعات طیف‌سنجی نمونه‌های مختلف در گستره طول موج مریی- نزدیک مادون قرمز نشان داد که در غلظت، حجم و pH مشخص نانوساختار از پایداری مطلوبی برخوردار است و شکل میله‌ای آن به همراه ویژگی‌های پلاسمونیک محفوظ مانده است. مطالعه پایداری زمانی نمونه‌ها نشان داد که برای استفاده به‌عنوان نانوزیست حسگر، قابلیت نگهداری نمونه کمپلکس تا ۴۸ ساعت مناسب خواهد بود. پایش اولیه عملکرد نانوزیست حسگر در حضور آلبومین با دو غلظت در گستره نرمال و بیماری‌زا، تغییر شدید در فاصله بین نانوذرات، اندازه و مورفولوژی نانوساختارها را نشان داد. طبق این پژوهش، می‌توان از این نانوساختارهای میله‌ای در طراحی زیست حسگرهای ساده استفاده کرد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


Marangoni VS, Cancino-Bernardi J, Zucolotto V. Synthesis, physico-chemical properties, and biomedical applications of gold nanorods-a review. J Biomed Nanotechnol. 2016;12(6):1136-58. [Link] [DOI:10.1166/jbn.2016.2218]
Elahi N, Kamali M, Baghersad MH. Recent biomedical applications of gold nanoparticles: A review. Talanta. 2018;184:537-56. [Link] [DOI:10.1016/j.talanta.2018.02.088]
Shiwa T, Nishimura M, Kato M. The effectiveness of the semi-quantitative assessment of microalbuminuria using routine urine dipstick screening in patients with diabetes. Intern Med. 2018;15(4):503-6. [Link] [DOI:10.2169/internalmedicine.9069-17]
Tohidi Moghadam T, Ranjbar B. Heat induced aggregation of gold nanorods for rapid visual detection of lysozyme. Talanta. 2015;144:778-87. [Link] [DOI:10.1016/j.talanta.2015.06.025]
Špačková B, Wrobel P, Bocková M, Homola J. Optical biosensors based on plasmonic nanostructures: A review. ProcIEEE. 2016;104(12):2380-408. [Link] [DOI:10.1109/JPROC.2016.2624340]
Tohidi Moghadam T, Ranjbar B, Khajeh K, Etezad SM, Khalifeh K, Ganjalikhany MR. Interaction of lysozyme with gold nanorods: Conformation and activity investigations. Int J Biol Macromol. 2011;49(4):629-36. [Link] [DOI:10.1016/j.ijbiomac.2011.06.021]
Menon S, Rajeshkumar S, Kumar V. A review on biogenic synthesis of gold nanoparticles, characterization, and its applications. Resour Effic Technol. 2017;3(4):516-27. [Link] [DOI:10.1016/j.reffit.2017.08.002]
Sengani M, Grumezescu AM, Devi Rajeswari V. Recent trends and methodologies in gold nanoparticle synthesis-a prospective review on drug delivery aspect. OpenNano. 2017;2:37-46. [Link] [DOI:10.1016/j.onano.2017.07.001]
An L, Wang Y, Tian Q, Yang Sh. Small gold nanorods: Recent advances in synthesis, biological imaging, and cancer therapy. Materials. 2017;10(12):1372. [Link] [DOI:10.3390/ma10121372]
Tohidi Moghadam T, Ranjbar B, Khajeh K. Conformation and activity of lysozyme on binding to two types of gold nanorods: A comparative study. Int J Biol Macromol. 2012;51(1-2):91-6. [Link] [DOI:10.1016/j.ijbiomac.2012.04.020]
Allen JM, Xu J, Blahove M, Canonico-May SA, Santaloci TJ, Braselton ME, et al. Synthesis of less toxic gold nanorods by using dodecylethyldimethylammonium bromide as an alternative growth-directing surfactant. J Colloid Interface Sci. 2017;505:1172-6. [Link] [DOI:10.1016/j.jcis.2017.06.101]
Jazayeri MH, Amani H, Pourfatollah AA, Pazoki Toroudi H, Sedighimoghaddam B. Various methods of gold nanoparticles (GNPs) conjugation to antibodies. Sens Biosens Res. 2016;9:17-22. [Link] [DOI:10.1016/j.sbsr.2016.04.002]
Ajnai G, Chiu A, Kan T, Cheng CC, Tsai TH, Chang J. Trends of gold nanoparticle-based drug delivery system in cancer therapy. J Exp Clin Med. 2014;6(6):172-8. [Link] [DOI:10.1016/j.jecm.2014.10.015]
Toto RD. Microalbuminuria: Definition, detection, and clinical significance. J Clin Hypertens. 2004;6(S11):2-7. [Link] [DOI:10.1111/j.1524-6175.2004.4064.x]
Huang X, Neretina S, El‐Sayed MA. Gold nanorods: From synthesis and properties to biological and biomedical applications. Adv Mater. 2009;21(48):4880-910. [Link] [DOI:10.1002/adma.200802789]
Singh Y, Meher JG, Raval K, Khan FA, Chaurasia M, Jain NK, et al. Nanoemulsion: Concepts, development and applications in drug delivery. J Control Release. 2017;252:28-49. [Link] [DOI:10.1016/j.jconrel.2017.03.008]
Shams S, Bakhshi B, Tohidi Moghadam T, Behmanesh M. A sensitive gold-nanorods-based nanobiosensor for specific detection of Campylobacter jejuni and Campylobacter coli. J Nanobiotechnol. 2019;17(1):43. [Link] [DOI:10.1186/s12951-019-0476-0]
Tsai JZ, Chen CJ, Settu K, Lin YF, Chen CL, Liu JT. Screen-printed carbon electrode-based electrochemical immunosensor for rapid detection of microalbuminuria. Biosens Bioelectron. 2016;77:1175-82. [Link] [DOI:10.1016/j.bios.2015.11.002]
Nikoobakht B, El-Sayed MA. Preparation and growth mechanism of gold nanorods (NRs) using seed-mediated growth method. Chem Mater. 2003;15(10):1957-62. [Link] [DOI:10.1021/cm020732l]
Gole A, Murphy CJ. Seed-mediated synthesis of gold nanorods: Role of the size and nature of the seed. Chem Mater. 2004;16(19):3633-40. [Link] [DOI:10.1021/cm0492336]