نشریه شیمی و مهندسی شیمی ایران

نشریه شیمی و مهندسی شیمی ایران

عامل دار کردن اکسید گرافن با زنجیره سنگین آنتی بادی و برهم کنش آن با زنجیره سبک نشان دار شده برای تشخیص پروتئین استخوانی گالا

نوع مقاله : علمی-پژوهشی

نویسندگان
1 گروه شیمی کاربردی، دانشکده علوم پایه، دانشگاه ملایر، ملایر، ایران
2 دانشکده مهندسی شیمی، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران
چکیده
بایومارکرها ساختارهای زیستی مانند پروتئین می­ باشند که اندازه­ گیری آن­ها در تشخیص زود هنگام بیماری­ های خطرناکی مثل سرطان بسیار مورد توجه می­ باشد. اکسید گرافن به دلیل ویژگی­ های خاصی که دارد در سال­ های اخیر برای تشخیص نمونه­ های زیستی خاص براساس اسپکتروسکوپی لومینسانس بسیار مورد توجه بوده است. در این پژوهش اکسید گرافن سنتز شده و با استفاده از اسپکتروسکوپی فوتوالکترون اشعه ایکس آنالیز شده است. در ادامه اکسید گرافن در فاز محلولی در حضور معرف­ های شیمیایی با استفاده از زنجیره سنگین آنتی بادی پروتئین استخوانی گالا عامل دار شده و به صورت زیستی شناسایی شد. در ادامه برهم کنش اکسید گرافن عامل دار شده توسط زنجیره سنگین آنتی بادی با زنجیره سبک آنتی بادی نشان­دار شده، منجر به کاهش نشر فلورسانس شد. با اضافه کردن پروتئین استخوانی گالا که یک بایومارکر بافت استخوان می­ باشد، به محلول حاوی اکسید گرافن عامل دار شده و زنجیره سبک نشان دار شده بر اساس مکانیسم ایمنوساندویچ، شدت نشر فلورسانس بازیابی شده و از آن برای شناسایی پروتئین استخوانی گالا استفاده شد، که این سیگنال  منجر به شناسایی  بایومارکردر محدوده غلظت­ های نانومولار شد.
کلیدواژه‌ها

موضوعات


[1] Hee J.J., Quenchbodies That Enable One-Pot Detection of Antigens. A Structural Perspective. Bioengineering, 10: 1262 (2023).
[2] Fritzenschaft L., Boehm F., Rothenbacher D., Denkinger M., Dallmeier D., Association of Blood Biomarkers with Frailty–A Mapping Review. Ageing Research Reviews, 109: 102761 (2025).
[3] Sarhadi V.K., Armengol G., Molecular Biomarkers in Cancer. Biomolecules, 12: 1021(2022).
[4] Jong P.K., Seon H.K., Ueda H., Hee J.J., Generation of Q-Bead Against Bone Gla Protein with Simplified Preparation Steps. Journal of Immunological Methods, 516: 113471 (2023).
[5] Price P., Parthemore J., Deftos L., New Biochemical Marker for Bone metabolismNew Biochemical Marker for Bone Metabolism. Measurement by Radioimmunoassay of Bone GLA Protein in the Plasma of Normal Subjects and Patients with Bone Disease. Journal of Clinical Investigation, 66: 878-887 (1980).
[6] Idelevich A., Rais Y., Monsonego-Ornan E., Bone Gla Protein Increases HIF-1αDependent Glucose Metabolism and Induces Cartilage and Vascular Calcification. Arteriosclerosis, thrombosis, and vascular biology, 31: 55-62 (2011).
[7] Azria M., The Value of Biomarkers in Detecting Alterations in Bone Metabolism. Calcified tissue international, 45: 7-13 (1989).
[8] Deeksha N., Utkarsh J., Emerging Trends in Fluorescent and Quenching Nanomaterials for Viral Detection. Innovations in Biological and Chemical sensing,Talanta, 11: 100430 (2025).
[9] Cho Y., Choi Y., Jang Y., Seong H., Nanomaterial-Enhanced Biosensing: Mechanisms and Emerging Applications. Adv. Healthcare Mater, 2500189 (2025).
[10] He X., Zhang L., Qi H., Yu P., Fei J., Mao L., Improving the Fluorescence Detection Limit with Positively Charged Carbon Nanostructures as a Low Background Signal Platform. Analyst, 139: 2114-2120 (2014).
[11] Norouzi F., Pourmadadi M., Yazdian F., Khoshmaram K., Mohammadnejad J., Sanati MH., Chogan F., Rahdar A., Baino F., PVA-Based Nanofibers Containing Chitosan Modified with Graphene Oxide and Carbon Quantum Dot-Doped TiO2 Enhance Wound Healing in a Rat Model. Journal of Functional Biomaterials, 13: 300(2022).
[12] Dong H., Gao W., Yan F., Ji H., . Ju H., Fluorescence Resonance Energy Transfer Between Quantum Dots and Graphene Oxide for Sensing Biomolecules. Analytical chemistry, 82: 5511-5517 (2010).
[13] Jang H., Kim Y.K., Kwon H.M., Yeo W.S., Kim D.E., Min D.H., A GrapheneBased Platform for the Assay of DuplexDNA Unwinding by Helicase. Angewandte Chemie, 122: 5703-5707 (2010).
[14] Song Y., Yang X., Li Z., Zhao Y., Fan A., Label-Free Chemiluminescent ATP Aptasensor Based on Graphene Oxide and an Instantaneous Derivatization of Guanine Bases. Biosensors and Bioelectronics, 51: 232-237 (2014).
[15] Zamani M., Pourmadadi M., Ebrahimi S. S., Yazdian F., Shayeh J. S., A Novel Labeled and Label-Free Dual Electrochemical Detection of Endotoxin Based on Aptamer-Conjugated Magnetic Reduced Graphene Oxide-Gold Nanocomposite. Journal of Electroanalytical Chemistry, 908: 116116 (2022).
[16] Jung J.H., Cheon D.S., Liu F., Lee K.B., Seo T.S., A Graphene Oxide Based ImmunoBiosensor for Pathogen Detection. Angewandte Chemie International Edition, 49: 5708-5711 (2010).
[17] Chen J.L., Yan X.-P., Meng K., Wang S.F., Graphene Oxide Based Photoinduced Charge Transfer Label-Free Near-Infrared Fluorescent Biosensor for Dopamine. Analytical chemistry, 83: 8787–8793 (2011).
[18] Astrid S., Helmut S., Roland K.O.S., Interrelations Between Essential Metal Ions and Human Diseases. springer, (2013).
[19] Gholami J., Manteghian M., Badiei A., Javanbakht M., Ueda H., Label Free Detection of Vitamin B12 Based on Fluorescence Quenching of Graphene Oxide Nanolayer. Fuller. Nanotub. Carbon Nanostructure,  23: 878-884 (2015).
[20] Gholami J., Manteghian M., Badiei A., Ueda H., Javanbakht M., N-Butylamine Functionalized Graphene Oxide for Detection of Iron(III) by Photoluminescence Quenching. Luminescence, 31: 229–235 (2016).
[21] Hummers W. S. J., Offeman R.E., Preparation of Graphitic Oxide. Journal of the American Chemical Society, 80: 1339 (1958).
[22] Roy S., Soin N., Bajpai R., Misra D.S., McLaughlinb J.A., Roy S.S., Graphene Oxide for Electrochemical Sensing Applications. Journal of Materials Chemistry, 21: 14725-14731 (2011).
[23] Dreyer D.R., Park S., Bielawski C.W., Ruoff R.S., The Chemistry of Graphene Oxide, Chemical Society Reviews, 39: 228-240 (2010).
[24] Tao C.a., Wang J., Qin S., Lv Y., Long Y., Zhu H., Jiang Z., Fabrication of pH-Sensitive Graphene Oxide–Drug Supramolecular Hydrogels as Controlled Release Systems. Journal of Materials Chemistry, 22: 24856-24861 (2012).
[25] Hasan S., Dong J., Hara Y., Morizane Y., Shibasaki F., Ueda H., Protein-Based Open Sandwich Immuno-PCR for Sensitive Detection of Small Biomarkers. Analytical Sciences, 29: 871-876 (2013).