شماره ركورد
24073
شماره راهنما
BIOTECH3 39
عنوان
سنتز نانوذرات كبالت فريت پوششدارشده با آمينو اسيدها و كاربرد آنها در اندازهگيري فعاليت آنتياكسيدانها
مقطع تحصيلي
دكتري
رشته تحصيلي
ريززيست فناوري (نانو بيوتكنولوژي)
دانشكده
علوم و فناوري هاي نوين
تاريخ دفاع
1403/06/28
صفحه شمار
107 ص.
استاد راهنما
دكتر اصغر طاهري كفراني , دكتر ابوالقاسم عباسي كجاني
كليدواژه فارسي
نانوزايمهاي كبالت فريت , ظرفيت آنتياكسيداني كل , زيستحسگر رنگسنجي , فعاليت شبه پراكسيدازي
چكيده فارسي
افزايش استرس اكسيداتيو ناشي از سبك زندگي صنعتي، نياز روزانه انسان به آنتياكسيدانهاي متنوع را افزايش داده است. به دنبال اين نياز فزاينده، توسعه روشهاي نوين و دقيق براي ارزيابي ظرفيت آنتياكسيداني مواد غذايي مختلف از اهميت ويژهاي برخوردار است. در اين راستا، نانوزايمها با فعاليت شبه آنزيمي به عنوان يك فناوري نوظهور ميتوانند جايگزين مناسبي براي آنزيمهاي طبيعي در طراحي نانوسامانههاي تشخيصي در نظر گرفته شوند. در اين پژوهش، با الهام از جايگاه فعال آنزيم پراكسيداز طبيعي، تاثير پوششدهي نانوذرات كبالت فريت با آمينو اسيدها در فعاليت كاتاليتيكي آنها بررسي شد. در نهايت، نانوكاتاليست به دست آمده براي اندازهگيري ظرفيت آنتياكسيداني مواد غذايي مورد استفاده قرار گرفت. در مرحله اول براي ارزيابي فعاليت شبه پراكسيدازي نانوذرات پوشش داده شده، از سيستم رنگسنجي بر اساس اكسايش و تغيير رنگ TMB در حضور H2O2 استفاده شد كه در آن تغيير رنگ حاصل، شاخصي از فعاليت نانوزايم است. نتايج نشان داد كه در ميان آمينو اسيدهاي مورد مطالعه، پوشش گلوتاميك اسيد بيشترين تأثير را بر فعاليت شبه پراكسيدازي داشت و موجب افزايش چشمگير 74% در فعاليت ويژه نسبت به نانوذرات كبالت فريت شد. در مرحله دوم، تأثير پوشش گلوتاميك اسيد بر ظرفيت اتصال نانوذرات به پيشمادهها از طريق مقايسه شاخصههاي سينتيكي، شامل νmax و Km بررسي شد. نتايج نشان داد νmax براي دو پيشماده H2O2 و TMB به ترتيب حدود 20% و 100% افزايش يافته است. علاوه بر آن، پوششدهي نانوذرات با گلوتاميك اسيد منجر به بهبود قابلتوجه تمايل اتصال نانوزايم به سوبستراي TMB به ميزان 61% شد. به منظور بهينهسازي عملكرد كاتاليستي نانوزايم اصلاحشده، تأثير متغيرهاي واكنش از جمله دما، pH محيط واكنش و غلظت نانوذرات مورد بررسي قرار گرفت. نتايج حاصل از اين مطالعات، شرايط بهينه براي دستيابي به بيشترين فعاليت كاتاليتيكي را مشخص نمود. در نهايت، با استفاده از نانوزايم بهينهشده، سامانه رنگسنجي براي تعيين كمي ظرفيت آنتياكسيداني تركيبات فنولي و آسكوربيك اسيد طراحي شد. اين سنجش در دو مقدار pH مختلف انجام شد تا امكان مقايسه عملكرد آنتياكسيدانها در شرايط اسيدي متفاوت فراهم شود. نتايج حاصل از اين سامانه رنگسنجي نشان داد اين روش قادر به كميسازي حساس و انتخابي آسكوربيك اسيد، گاليك اسيد، تانيك اسيد، سيانيدين3 گلوكوزيد و كوئرستين است. حد تشخيص براي اين تركيبات در pH برابر 3.6 به ترتيب 2، 1.5، 0.02، 0.5 و 0.6 ميكرومولار تعيين شد كه نشاندهنده حساسيت بالاي اين روش است. علاو بر آن، محاسبه IC50 براي پنج آنتياكسيدان مذكور در دو pH برابر 3.6و 4.6 نشان داد كه آنتياكسيدانهاي داراي ساختارهاي مختلف، در pHهاي گوناگون رفتار متفاوتي در به دام انداختن راديكالهاي آزاد از خود نشان ميدهند. اين يافتهها اهميت در نظر گرفتن شرايط محيطي را در ارزيابي عملكرد آنتياكسيدانها برجسته ميكند. در مجموع، نتايج اين پژوهش پتانسيل بالاي نانوزيمها را براي توسعه روشهاي رنگسنجي در ارزيابي ظرفيت آنتياكسيداني مواد مغذي مختلف نشان داد. اين رويكرد نوآورانه ميتواند گامي مهم در جهت بهبود روشهاي ارزيابي آنتياكسيدانها و زمينهساز توسعه مكملهاي غذايي و دارويي موثرتر براي مقابله با استرس اكسيداتيو باشد.
كليدواژه لاتين
Cobalt ferrite nanozymes , Total antioxidant capacity , Colorimetric biosensor , Peroxidation like activity
عنوان لاتين
Synthesis of amino acids-coated cobalt ferrite nanoparticles and their application in antioxidants activity measurement
گروه آموزشي
زيست فناوري
چكيده لاتين
The increasing prevalence of oxidative stress, primarily due to industrial lifestyles, has highlighted the urgent need for a variety of antioxidants in human diets. Consequently, the development of accurate and novel methods to assess the antioxidant capacity of diverse food substances has become a crucial research priority. In this context, nanozymes, with their enzyme-like characteristics, have emerged as promising alternatives to natural enzymes in the design of nanobiosensors. This study investigated the enhancement of catalytic activity in cobalt ferrite nanoparticles through amino acid coating, inspired by the active site of natural peroxidase enzymes. The resulting nanocatalyst was subsequently utilized to quantify the antioxidant capacity of various food substances. A colorimetric system, relying on the oxidation and color change of TMB in the presence of H₂O₂, was employed to assess the peroxidase-like activity of the modified nanoparticles. Among the studied amino acids, glutamic acid coating demonstrated the most significant impact, leading to a substantial 74% increase in specific activity. In the second stage, the effect of glutamic acid coating on the binding capacity of nanoparticles to substrates was investigated by comparing kinetic parameters, including νmax and Km. Results revealed a 61% enhancement in the binding affinity of the nanozyme to the TMB substrate following glutamic acid coating. Furthermore, the νmax for both H₂O₂ and TMB substrates increased by approximately 20% and 100%, respectively. To optimize the catalytic performance of the modified nanozyme, the influence of reaction parameters such as temperature, pH, and nanoparticle concentration were investigated. The optimized nanozyme was subsequently integrated into a colorimetric system for the quantitative determination of antioxidant capacity in phenolic compounds and ascorbic acid. The system demonstrated exceptional sensitivity and selectivity for the detection of various antioxidants, with limits of detection of 2, 1.5, 0.02, 0.5, and 0.6 µM for ascorbic acid, gallic acid, tannic acid, cyanidin-3-glucoside, and quercetin, respectively, at pH 3.6. Additionally, the IC₅₀ values of the antioxidants varied at different pH levels, emphasizing the significance of environmental conditions in antioxidant evaluations. In conclusion, this research underscores the potential of engineered nanozymes as a versatile tool for the development of colorimetric methods to assess antioxidant capacity. The innovative approach presented in this study could pave the way for advancements in antioxidant evaluation methods, leading to the development of more effective dietary supplements and pharmaceuticals to combat oxidative stress.
تعداد فصل ها
4
فهرست مطالب pdf
77815
نويسنده