Development of a gold based electrochemical nanobiosensor for fast assessment of breast cancer biomarkers and comparison with a common method
طراحی نانو زیست حسگر الکتروشیمیایی با استفاده از نانوذرات طلا برای سنجش سریع بیومارکرهای سرطان پستان و مقایسه آن با روش متداول
[Dissertation]
Sattar Akbari Nakhjavnai
ستار اکبری نخجوانی
Tehran University of Medical Sciences, Medicine school
1398
100p
Doctor of Philosophy (PhD)
دکتری تخصصی (PHD)
Molecular Medicine
پزشکی مولکولی
1398/06/13
19/33
19/33
Cancer is considered as one of the most life-threatening health burdens in the world. Among various types of cancers, breast cancer (BC) is the most diagnosed and prevalent cancer in female population globally. Despite of recent progresses in developing advanced diagnostic instruments, BC is still one of the leading causes of cancer death worldwide in the women. The precise detection of the relevant biomarkers provides key information regarding the presence or severity of disease conditions and leads to the development of new approaches or platforms for the early diagnosis of the breast cancer. Among various methods used for the detection of biomarkers including CA 15-3 and CEA, the electrochemical techniques have gained the attention of a large number of researchers worldwide, in large part due to their advantages together with high sensitivity and low limit of detection (LOD) for the detection of various biomarkers. Of the electrochemical sensors, immunosensors, which are performed based on the reaction of antibodies and antigens, have played important role in the detection of different biomarkers. In summary, early detection of breast cancer is a key step in terms of its successful treatment. To date, diagnostic devices (e.g., CT scan, mammography, MRI) and ELISA and immunohistochemistry-based methods are being used for detection of breast cancer. However, these methods lack appropriate sensitivity and the need for developing more user-friendly, cost-effective and selective techniques is highly required. To tackle such limitations, and considering the advantages of electrochemical methods, in this current investigation, we developed two immunosensors for the detection of CA 15-3 and CEA as the molecular markers of breast cancer. Our developed immunosensors presented excellent sensitivity and specificity for detection of CA 15-3 and CEA. Furthermore, the proposed immunosensors displayed outstanding performance for detection of CA 15-3 and CEA in human serum which could recommend their potential application for clinical determination of CA 15-3 and CEA.
سرطان به عنوان یکی از جدی ترین تهدیدهای سلامتی جهان، در نظر گرفته می شود. سرطان پستان شایع ترین سرطان در زنان میباشد بطوریکه علی رغم پیشرفت های اخیر در زمینه توسعه ابزارهای تشخیصی پیشرفته، سرطان پستان هنوز هم یکی از دلایل اصلی مرگ و میر سرطان در سراسر جهان در زنان می باشد. تشخیص سرطان پستان در مراحل اولیه می تواند فرصتی مناسب برای مداخله پزشکی به موقع، ایجاد کرده ، و در نتیجه منجر به بهبود آمارهای بقا بیماری گردد. تشخیص دقیق نشانگرهای زیستی (بیومارکرها) اطلاعات کلیدی در مورد وجود یا شدت شرایط بیماری را ارائه می دهد و منجر به ایجاد روشها یا بسترهای جدید برای تشخیص زودرس سرطان پستان می شود. در میان روشهای مختلفی که برای تشخیص نشانگرهای زیستی از جمله CA 15-3 و CEA استفاده شده است ، تکنیکهای الکتروشیمیایی به دلیل مزایای آنها در کنار حساسیت بالا و حد کم تشخیص نشانگرهای زیستی مختلف، توجه بسیاری از محققان در سراسر جهان را به خود جلب کرده اند. در دهه های اخیر، روش های الکتروشیمیایی راه را برای کشف مواد و مولکول های مختلف با حد تشخیص بسیار کم در صنعت و درمانگاه را هموار کرده است. از بین حسگرهای الکتروشیمیایی ، ایمونوسنسورها که بر اساس واکنش آنتی بادی ها و آنتی ژن ها انجام می شود، نقش مهمی را در تشخیص نشانگرهای زیستی مختلف ایفا کرده اند.به طور خلاصه، تشخیص زودهنگام سرطان پستان، از نظر درمان موفق آن، یک گام اساسی است. تا به امروز ، دستگاه های تشخیصی (به عنوان مثال، سی تی اسکن، ماموگرافی، تصویربرداری رزونانس مغناطیسی و روش های ELISA و مبتنی بر ایمونوهیستوشیمی برای تشخیص سرطان پستان مورد استفاده قرار می گیرند. با این حال، برخی از این روش ها فاقد حساسیت مناسب بوده و نیاز به توسعه تکنیک های ساده تر، مقرون به صرفه تر و اختصاصی تر بسیار مورد نیاز می باشد. برای مقابله با این محدودیت ها، و با توجه به مزایای بحث شده در مورد روش های الکتروشیمیایی، در این تحقیق، دو ایمونوسنسور برای تشخیص CA 15-3 و CEA به عنوان نشانگرهای سرطان پستان طراحی گردید. ایمونوسنسورهای ساخته شده حساسیت و ویژگی بسیار خوبی برای تشخیص CA 15-3 و CEA نشان دادند. علاوه بر این، سیستم ایمونوسنسورهای طراحی شده عملکرد عالی برای تشخیص CA 15-3 و CEA در سرم انسان نشان دادند که می تواند کاربرد بالقوه بالینی آنها را برای شناسایی CA 15-3 و CEA توصیه کند.
پستان
Breast
-- سرطان
-- Cancet
a09
a09
electrochemical nanobiosensor
breast cancer
biomarkers
gold based electrochemical nanobiosensor
طراحی نانو زیست
حسگر الکتروشیمیایی
نانوذرات طلا
بیومارکر
CA 15-3
CEA
ELISA
Cancer antigen 15-3
Carcinoembryonic antigen
Enzyme-linked immunosorbent assay
, Author
, Author
Akbari Nakhjavnai, Sattar
اکبری نخجوانی، ستار
, Thesis advisor
, Thesis advisor
, Thesis advisor
, Thesis advisor
, Consulting advisor
, Consulting advisor
, Consulting advisor
, Consulting advisor
Ghahremani, Mohammad Hossein
قهرمانی، محمد حسین
Omidi, Yadollah
امیدی، یدالله
Carrara, Sandro
ساندرو، کارارا
Saber, Reza
صابر، رضا
Tehran University of Medical science, Medicine school