اندازه‌گیری گلوتامات با استفاده از حسگر زیستی بر پایه نانولوله‌های کربنی عمودی

نوع مقاله: علمی-پژوهشی

نویسندگان

1 تهران، دانشگاه صنعتی شریف، پژوهشکده علوم و فناوری نانو

2 تهران، دانشگاه تهران، پردیس دانشکده های فنی، دانشکده برق و کامپیوتر، آزمایشگاه نانوالکترونیک و لایه نازک

3 تهران، دانشگاه صنعتی شریف، دانشکده مهندسی شیمی و نفت

چکیده

حسگر زیستی حساس گلوتامات با استفاده از گلوتامات دهیدروژناز/ نانولوله‌های کربنی عمودی ساخته شد. نانولوله‌ های کربنی بر روی ویفر سیلیکن با استفاده از روش نشست بخار در پلاسما رشد داده شد. گلوتامات دهیدروژناز به روش کووالانسی روی نوک نانولوله‌ ها تثبیت شد. کارایی حسگر زیستی با استفاده از روش‌های ولتامتری چرخه‌ای و ولتامتری پالسی تفاضلی بررسی شد. منحنی واسنجی در بازه ‌ی وسیع 1/0-500 میکرومولار رسم شد. حسگر زیستی بدون استفاده از واسطه حد تشخیص 57 نانومولار دارد و حساسیت آن در بازه‌ی 1/0- 20 میکرومولار، 2mAm/Mcm  976/0 و در بازه ‌ی 20-300 میکرومولار، mAm/Mcm 182/0 است. اثر بقیه مواد زیستی بر روی رفتار ولتامتر حسگر زیستی و همچنین پایداری پاسخ‌ها بررسی شد. نتیجه‌ ها نشان داد که این حسگر زیستی حتی بدون استفاده از واسطه با حساسیت بالا می‌ تواند گلوتامات را اندازه گیری کند.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


[1] Martin S.J., Grimwood P.D., Morris R.G.M., Synaptic Plasticity and Memory: An Evaluation of the Hypothesis, Annu. Rev. Neurosci., 23, p. 649 (2000).
[2] Nedergaard M., Takano T., Hansen A., Beyond the Role of Glutamate as a Neurotransmitter, Nat. Rev. Neurosci., 3, p. 748 (2002).
[3] Meng L., Wu P., Chen G., Cai C., Sun T., Yuan Z., Low Potential Detection of Glutamate Based on the Electrocatalytic Oxidation of NADH at Thionine/ Single-Walled Carbon Nanotubes Composite Modified Electrode, Biosens. Bioelectron., 24, p. 1751 (2009).
[4] Benveniste H., Huttemeier P.C., Microdialysis: Theory and Application, Prog. Neurobiol., 35, p. 195 (1990).
[5] Hu Y., Mitchell K.M., Albahadily F.N., Michaelis E.K., Wilson G.S., Direct Measurement of Glutamate Release in the Brain Using a Dual Enzyme-Based Electrochemical Sensor, Brain Res., 659, p. 117 (1994).
[6] Gorton L., Dominguez E., Electrochemistry of NAD(P)+/NAD(P)H, in: G.S. Wilson (Ed.), "Encyclopedia of Electrochemistry (Bioelectrochemistry)", vol. 9, Wiley-VCH, Weinheim, pp. 67–143 (2002).
[7] Musameh M., Wang J., Merkoci A., Lin Y., Low-Potential Stable NADH Detection at Carbon-Nanotube-Modified Glassy Carbon Electrodes, Electrochem. Commun., 4, p. 743 (2002).
[8] Wang J., Deo R.P., Poulin P., Mangey M., Carbon Nanotube Fiber Microelectrodes, J. Am. Chem. Soc., 125, p. 14706 (2003).
[9] Schuvailo O.M., Soldatkin O.O., Lefebvre A., Cespuglio R., Soldatkin A.P.., Highly Selective Microbiosensors for in Vivo Measurement of Glucose, Lactate and Glutamate, Anal. Chim. Acta., 573, p. 110 (2006).
[10] Arumugam P.U., Chen H., Siddiqui S., Weinrich J.A.P., Jejelowo A., Li J., Meyyappan M., Wafer-Scale Fabrication of Patterned Carbon Nanofibernanoelectrode Array: Aroute for Development of Multiplexed, Ultrasensitive Disposable Biosensors, Biosens. Bioelectron, 24, p. 2818 (2009).