عنوان

تثبیت آنتی‌بادی بتالاکتام بر روی نانوذرات و نانومیله طلا برای تشخیص آنتی‌بیوتیک‌ها

شماره

پ۲۵۹۲۳

زبان متن نوشتاري يا گفتاري و مانند آن

per

عنوان اصلي

تثبیت آنتی‌بادی بتالاکتام بر روی نانوذرات و نانومیله طلا برای تشخیص آنتی‌بیوتیک‌ها

نام نخستين پديدآور

مصطفی آقامیرزائی

نام ناشر، پخش کننده و غيره

کشاورزی

تاریخ نشرو بخش و غیره

۱۳۹۹

نام خاص و کميت اثر

۱۶۳ص.

مواد همراه اثر

سی دی

جزئيات پايان نامه و نوع درجه آن

دکتری

نظم درجات

علوم و صنایع غذایی- میکروبیولوژی مواد غذایی

زمان اعطا مدرک

۱۳۹۹/۱۱/۲۹

متن يادداشت

این مطالعه با هدف تشخيص آنتی‌بیوتیک‌های بتا لاکتام با استفاده از كونژوگه‌هاي ترکیبات نانوذرات طلا (GNPs)-آنتی‌بادی و نانومیله طلا (GNRs) –آنتی‌بادی انجام شد. برای این منظور از نانوذرات طلای ساخته شده از عصاره برگ کاهو چینی به روش سبز و نانو میله طلا سنتز شده با استفاده از سیترات سدیم و نیترات نقره به روش شیمیایی برای کنژوگاسیون با آنتی‌بادی استفاده شد. کنژوگه‌های ساخته شده برای شناسایی آنتی‌بیونیک‌های خانواده بتالاکتام (شامل آمپی‌سیلین، آموکسی‌سیلین، پنی‌سیلین G، اگزاسایسلین و کاربنی‌سیلین) به روش رنگ‌سنجی با LSPR به کار برده شد. از طیف‌سنجیXRD ،FTIR ، TEM و پراکندگی نور پویا به ترتیب برای تعیین میزان تبلور نانوذرات و نانومیله طلا، شناسایی گروه‌های عاملی درگیر در سنتز نانوذرات و نانومیله طلا و اندازه‌گیری سایز نانوذرات و نانومیله طلا استفاده شد. علاوه بر این، ساير ويژگي‌هاي نانوذرات شامل فعالیت ضد ميكروبي، مهار رادیکال‌هاي DPPH و ABTS، سنجش MTT، رنگ‌آمیزی DAPI و فلوسایتومتری در برابر سلول‌های A549 مورد بررسی قرار گرفت. نتايج اسپکتروفتومتری، تغيير رنگ محلول کلوییدی (محلول حاوی عصاره برگ کاهو چینی و HAuCl4.3H2O) از زرد روشن به صورتی با طيف جذب حداكثری در حدود 521 نانومتر را نشان داد که علت این تغییر رنگ را مي‌توان به تشکیل نانودرات کروی طلا نسبت داد. همچنین این نتايج نشان داد كه نانومیله طلا در حداكثر طول موج جذبی حدود 745 نانومتر تشکیل شدند. نتايج بررسي شرايط مطلوب برای سنتز نانوذرات طلا، نشان‌دهنده 4 میلی‌مولار HAuCl4.3H2O، 3 میلی‌لیتر عصاره برگ کاهوچینی در pH 6 در محلول نهایی بود. اندازه ذرات نانوذره طلا با توجه به نتایج TEM حدود 25 نانومتر گزارش شد. نانومیله‌ با نسبت ابعاد متوسط 6/3 (طول حدود 44 نانومتر و قطر حدود 12 نانومتر) و به رنگ بنفش روشن تشکیل شد. اندازه ذرات نانومیله طلا در حدود 5/51 نانومتر (4/68%) با آزمون TEM تعیین شد. تجزیه و تحلیل ساختاری XRD تأیید کرد که نانوذرات طلا دارای ساختار کریستالی با شاخص‌های میلر (1 1 1) ، (0 0 2) ، (0 2 2) و (1 1 3) در شبکه مکعب بودند. نتايج آزمون FTIR نشان‌دهنده پایداری بالای نانوذرات طلای کروی سنتز شده به دليل وجود عصاره برگ کاهو چینی در سطوح ذرات بود. نتایج آزمون سمیت سلولی (MTT) بر روي زنده ماندن سلول‌هاي A549 نشان داد که زنده ماندن سلول‌ها پس از 48 ساعت تیمار با نانوذره و نانومیله طلا 90% بود. نتايج آزمون فلوسيتومتري و رنگ آميزي DAPI روی سلول‌های A549 نشان داد که نانوذرات و نانومیله طلا، اثري روي کروماتین و DNA سلول‌های A549، نداشتند. نتایج آزمایش آپوپتوز نشان داد که نانوذره و نانومیله طلا، آپوپتوز اولیه را در سلول‌های A549، القا می‌کنند. نتايج آزمون‌هاي ميكروبي حاكي از فعاليت ضد ميكروبي و آنتي‌اكسيداسيوني عصاره برگ کاهو چینی، نانوذرات و نانوميله طلا سنتر شده، بود. مقادیر pH 8 و 9 و غلظت‌های 4/8 و 6/9 میکروگرم آنتی‌بادی در هر میلی‌لیتر محلول نانوذرات به ترتیب به عنوان بهترین pH و غلظت آنتی‌بادی در هر میلی‌لیتر محلول نانوذرات برای سنتز نانوذرات و نانومیله طلا- آنتی‌بادی انتخاب شدند. تشخیص آنتی‌بیوتیک‌ها (1 نانومولار، 01/0 میکرومولار، 1/0 میکرومولار، 1 میکرومولار، 01/0 میلی‌مولار، 1/0 میلی‌مولار و 1 میلی‌مولار) با استفاده از سیستم اسپکتروفتومتر LSPR انجام شد. نتایج نشان داد که طول موج جذب LSPR (رزونانس پلاسمون جایگزیده) نانوذرات و نانومیله طلا با افزایش غلظت آنتی‌بیوتیک‌های بتالاکتام تغییر مکان داد. هرگونه افزایش در غلظت آمپی‌سیلین، پنی‌سیلین G و کاربنی‌سیلین، منجر به تغییر طول موج حداکثری جذب به طول موج بالاتر شد. همچنین نتایج اسپکتروفتومتر LSPR نشان داد که آنتی‌بادی به 1 نانومولار (غلظت بسیار کم) از 5 آنتی‌بیوتیک بتالاکتام مورد مطالعه، حساس است. نتایج آنالیز با استفاده ازReal-Time PCR نشان داد نانومیله طلا، می‌تواند بیان ژن CTX- β لاکتاماز را تحت تأثیر قرار دهد. بنابراین به طور کلی می‌توان نتیجه گرفت، از نانوذرات و نانومیله طلا می‎توان برای تشخیص حضور آنتی‎بیوتیک‎ها به روش LSPR استفاده کرد.

متن يادداشت

Abstract: This study is aimed to detect β-Lactam antibiotics using gold nanoparticles (GNPs)-antibody (GNPs-PAb) and gold nanorods (GNRs)-antibody conju-gates (GNRs-PAb). For this purpose, GNPs synthesized from extract of Chi-nese lettuce leaf (CL) by green method and GNRs chemically synthesized by using Na₃C₆H₅O₇ and AgNO3 were conjugated with antibodies. The prepared conjugates were applied for the colorimetric detection of β-Lactam antibiotics (including ampicillin, amoxicillin, penicillin G, oxacillin and carbenicillin). The XRD, FTIR spectroscopy, TEM and dynamic light scattering were ap-plied for characterization of GNPs and GNRs including the degree of crystallinity, functional groups involved in their synthesis and size. In ad-dition, these nanoparticles were studied for antimicrobial activity, DPPH ABTS radicals scavenging. The MTT assay, DAPI staining and flow cytome-try against A549 cells were also analyzed. Spectrophotometric results showed that the color of the colloidal solution (solution containing Chinese lettuce leaf extract and HAuCl4.3H2O) changed from light yellow to purple in a maximum absorption spectrum of about 521 nm, which could be attributed to the formation of spherical gold nanoparticles. These results also showed that GNRs were formed at a maximum absorption wavelength of about 745 nm. The optimum condition for AuNPs synthesis was determined as HAuCl4.3H2O concentration of 4mM and 3 ml of CL leave extract, giving a pH value of 6 for the final solution. The particle size of AuNPs was deter-mined as 25 nm according to TEM results. Nanorods with an average aspect ratio of 3.6 (length about 44 nm and diameter about 12 nm) and formed a light purple color. The particle size of GNRs was about 51.5 nm (68.4%) determined by TEM analysis. The XRD structural analysis confirmed that GNPs have a crystalline structure with miller indexes (1 1 1), (2 0 0), (2 2 0) and (3 1 1) in the cubic network. The high stability of AuNPs can be attribut-ed to the existence of CL leave extract on the particles’ surfaces, revealed by FTIR. The results of cytotoxicity (MTT) assay showed that cell viability after 48 hours of treatment with GNPs and GNRs was 90%. Flow cytometry and DAPI staining results on A549 cells showed that gold nanoparticles and nano-rods had no effect on chromatin and DNA of A549 cells. The results of the apoptosis assay showed that gold nanoparticles and nanorods induce primary apoptosis in A549 cells. The CL leaves extract and AuNPs synthesized by it demonstrated low antimicrobial activity, however, they displayed profound antioxidant activity by results of DPPH method. The scavenging activity of GNPs for DPPH and ABTS was more than CL leaves extract. The GNRs pre-pared showed antimicrobial and antioxidant activities, as well. pH values of 8 and 9 and concentrations of 8.4 and 9.6 μg of antibody per ml of nano-particle solution were selected as the best pH and antibody concentration per ml of nanoparticle solution for the synthesis of gold nanoparticles (GNPs)-antibody (GNPs-PAb) and gold nanorods (GNRs)-antibody conjugates (GNRs-PAb), respectively. The localized Surface Plasmon Resonance (LSPR) spec-trophotometer system was used for the detection of antibiotics different con-centrations (1 nM, 1µM, 0.01 Mm, 0.1 µM, 1 µM, 0.01 mM, 0.1 mM and 1 mM). The results indicated that the LSPR absorption peak of GNPs and GNRs was shifted by increasing the concentration of β-Lactam antibiotics. Any increase in the concentrations of ampicillin, penicillin G and Carbenicil-lin resulted in a change in the maximum absorption wavelength to a higher wavelength. In addition, LSPR results showed that the antibody was highly sensitive to very low concentration (1 nM) of five β-Lactam antibiotics stud-ied. Finally, the results of Real-Time PCR showed that GNRs affected the expression of the CTX β-lactamase gene. In general, it can be concluded that gold nanoparticles and nanorods can be used to detect the presence of antibi-otics by LSPR.

عنوان گونه گون

Immbolization of β-lactams Antibody on Gold Nanoparticle and Nanorod for Antibiotics Detection

عنصر شناسه اي

‏آقامیرزائی،

ساير عناصر نام

‏مصطفی

کد نقش

تهيه کننده

عنصر شناسه اي

‏صوتی‌خیابانی،

عنصر شناسه اي

همیشه‌کار،

عنصر شناسه اي

رضایی‌مکرم،

عنصر شناسه اي

امجدی،

ساير عناصر نام

‏محمود

ساير عناصر نام

‏ حامد

ساير عناصر نام

‏رضا

ساير عناصر نام

‏محمّد

تاريخ

استاد راهنما

تاريخ

استاد راهنما

تاريخ

استاد مشاور

تاريخ

استاد مشاور

عنصر شناسه اي

‏ تبریز