طراحی و توسعه زیست حسگر الکتروشیمیایی بر پایه نانو ذرات طلا برای شناسایی و اندازه گیری سلول های بنیادی سرطان خون
Designing and development of gold nanoparticle based electrochemical biosensor for detection of leukemia cancer stem cells
/علیرضا سلیمانیان
: علوم طبیعی
، ۱۳۹۸
، راشدی
۶۸ص
چاپی - الکترونیکی
کارشناسی ارشد
زیست شناسی گرایش بیوشیمی
۱۳۹۸/۱۱/۲۰
تبریز
لوسمی میلوئیدی حاد یکی از انواع شدید و کشنده لوسمی می باشد که بر روی سیستم لنفاتیک، سلول های خونی و مغز استخوان اثر می گذارد .وجود تعداد کمی از سلول های بنیادی لوسمی باعث پیدایش، پایداری و عود مجدد این بیماری می شود .بنابراین، این نوع سلول ها گزینه مناسبی برای تشخیص و درمان بیماران لوسمی میلوئیدی حاد می باشند .در این پژوهش، یک نوع سایتوسنسور الکتروشیمیایی جدید برای تشخیص بسیار حساس و دقیق سلول های بیماری مورد نظر طراحی گردید .این زیست حسگر بر مبنای بیان بیش از حد پروتئین سطح سلولی دمین آلفای رسپتور اینترلوکین (CD۱۲۳) ۳ در سلول های رده سلولی KG۱a طراحی شده است .بدین منظور، الکترود کار با نقاط کوانتومی گرافن اصلاح گردید .نقاط کوانتومی گرافن باعث افزایش میزان اتصال آنتی بادی CD۱۲۳ و بهبود خاصیت الکتریکی در الکترود اصلاح شده می شوند، که باعث شناسایی بسیار حساس و دقیق سلول های KG۱a دارای CD۱۲۳ مثبت می شوند .تمامی مراحل آماده سازی نانو مواد مورد استفاده در زیست حسگر و مراحل بهینه سازی توسط تکنیک های الکتروشیمیایی مورد تایید قرار گرفت .پس از بهینه سازی زیست حسگر، میزان حساسیت cell/mL ۱ و رنج خطی cell/mL ۱ تا cells/mL ۲۵ گزارش گردید .براساس نتایج بدست آمده، زیست حسگر طراحی شده در حضور سایر رده های سلولی لوسمی) رده های سلولیNB۴ ، HL۶۰ و U۹۳۷) نیز بسیار دقیق بوده و بصورت انتخابی عمل می کند .همچنین از این زیست حسگر برای شناسایی سلول های بنیادی سرطان خون موجود در خون محیطی و مغز استخوان بیماران مبتلا به لوسمی میلوئیدی حاد، به عنوان نمونه های حقیقی استفاده گردید
Acute myeloid leukemia (AML) is a kind of serious and often fatal leukemia, which affects lymphatic system, blood cells and bone marrow. A relatively rare population of leukemia stem cells (LSCs) cause initiation, maintained, resistance and relapse of AML. Therefore, LSCs are suitable candidates for diagnosis and therapies in AML patients. In the present study, a novel electrochemical cytosensor was designed for the ultrasensitive detection and quantification of AML cells. The developed cytosensor was based on the overexpressed cell surface protein (CD123) in the target leukemia KG1a cells. For this aim, the working electrode was modified by graphene quantum dots (GQDs). The dense loading of CD123 antibody and electrical enhancement on the modified electrode was done using GQDs, which led to an ultra-sensitive detection of CD123 positive cells within KG1a cells. The step by step preparation of the nanomaterial-based biosensor and its optimization steps were confirmed by different electrochemical techniques. After optimization of experiments, the linear detection range (LDR) and detection limits (DL) of the developed electrochemical biosensor were recorded as 1 cell/mL and 1-25 cells/mL, in turn. According to the obtained results, the presented biosensor findings are precise and highly selective in the presence of other leukemia cells (NB4, HL60, and U937 cells). The prepared cytosensor was also actively implemented for the detection of cancer stem cells in acute myeloid leukemia (AML) suffering patient's peripheral blood and bone marrow samples as real clinical samples
Designing and development of gold nanoparticle based electrochemical biosensor for detection of leukemia cancer stem cells