طراحي و تهيه زيست حسگر ايمپديمتريك گلوكز با استفاده از لايه نازك نانوذرات اكسيد روي

شماره ثبت: 
91934
تاریخ ثبت: 
1396/01/29
اسامی مخترعین: 
- دكتر سيداحمد مظفري - خانم ساحره خزايي

در حال حاضر زيست حسگرهاي گلوكز از موفق‌ترين زيست حسگرهاي موجود در بازار هستند كه به اندازه‌گيري غلظت گلوكز خون مي‌پردازند. بعنوان مثال از آنجائيكه در پانكراس بيماران ديابتي به ميزان كافي انسولين توليد نمي‌شود، لذا در اين گونه موارد براي تنظيم مصرف انسولين، سنجش مداوم ميزان گلوكز خون ضروري است. زيست حسگر گلوكز به بيماران مبتلا به ديابت كمك مي‌كند تا در طول روز به سنجش سطح گلوكز خون خود پرداخته و در زمان‌هاي مورد نياز انسولين تزريق كنند. از اين رو تهيه زيست حسگري كه قابليت تشخيص سريع گلوكز با دقت بالا را داشته باشد ضروري است. با توجه به اختلالاتي كه در اثر تغيير در مقدار گلوكز خون در سيستم سلامتي انسان ايجاد مي‌شود و نظر به اهميت اندازه گيري سطح غلظتي گلوكز خون، در اين اختراع روش ايمپديمتريك به عنوان روشي جديد براي تشخيص و اندازه‌گيري گلوكز ارائه شده است. روش ايمپديمتريك در صورت تهيه يك بستر پايدار شيميايي و الكتروشيميايي مي‌تواند به يك روش كارآمد با قابليت تكرارپذيري بالا در اندازهگيري گونه ها با زيست حسگرها مورد استفاده قرار گيرد. از آنجائيكه به كارگيري روش امپدانس مستلزم تهيه سطح بسيار پايدار مبدل زيست حسگر و همچنين دانستن دانش پتانسيلهاي مناسب اختيار شده براي اكسيد/احياء گونه روي سطح ميباشد لذا كمتر به صورت عملياتي و تجاري مطرح شده است. در اين اختراع از بين روشهاي متعدد تهيه بستر تثبيت آنزيم، روش رسوبدهي الكتروشيميايي همراه با لايه نگهدارنده بيوپليمري، تشكيل بستر نانوبيوكامپوزيتي را مي دهد كه جهت تثبيت پايدار آنزيم محيط بسيار مطلوبي ميباشد. همچنين در اين اختراع با استفاده از مطالعات ولتامتري چرخه¬اي، پتانسيل مناسب براي انجام طيف سنجي امپدانس انتخاب و مقادير ناچيز گلوكز تشخيص و اندازه‌گيري شده است. بر خلاف روش‌هاي رايج اندازه‌گيري گلوكز، در اين اختراع با اكسيداسيون گلوكز روي سطح زيست حسگر تهيه شده مقاومت انتقال بار روي سطح الكترود تغيير كرده و مي¬توان با مقايسه مقاومت انتقال بار سطح الكترود كار در غلظت‌هاي مختلفي از گلوكز روشي براي تشخيص مقادير مختلف آن معرفي نمود. در اين روش از تأثير گلوكز روي مقاومت انتقال بار سطح الكترود به عنوان معياري براي تشخيص و اندازه‌گيري گلوكز استفاده مي¬شود. در اختراع حاضر، ابتدا لايه‌نازك اكسيد روي در بستر پليمري به روش رسوب‌دهي الكتروشيميايي بر روي الكترود شيشه پوشيده شده با اكسيد قلع آلائيده شده با فلوئور (FTO)تهيه و سپس مورد ارزيابي شيميايي و فيزيكي قرار مي‌گيرد، سپس فرآيندهاي تثبيت آنزيم گلوكز اكسيداز (GOX) توسط محلول كيتوسان (CS) انجام و در ادامه زيست حسگر تهيه‌شده براي تعيين مقدار گلوكز در بازه غلظتي 2/0 تا 6/3 ميلي مولار با استفاده از تكنيك قدرتمند طيف‌سنجي امپدانس الكتروشيميايي (EIS) بكار گرفته شد. در اين اختراع الكترود تهيه شده داراي ابعادي كوچك با قابليت تهيه و عرضه به صورت يكبار مصرفي است.