تشخیص یا ردیابی مولکول هدف خود می باشند.اهمیت یک بیوسنسور این است که یک
تکیه گاه مناسبی را برای اتصال مولکول هدف به پروب و ایجاد سیگنال الکتریکی که بتوان

( اینجا فقط تکه ای از متن فایل پایان نامه درج شده است. برای خرید متن کامل پایان نامه با فرمت ورد می توانید به سایت feko.ir مراجعه نمایید و کلمه کلیدی مورد نظرتان را جستجو نمایید. )

آن را اندازه گیری کرد و خواند تهیه نماید.حداقل قسمتهایی که در یک بیوسنسور بکار برده می شوند عبارتند از :لایه تشخیص مولکولی(molecular recognition layer)و مبدل سیگنال
)اینsignal transducer) که می تواند به یک دستگاه اندازه گیری(readout device (
سیگنال ها متصل باشد.DNAمعمولا ابزار مناسبی بعنوان یک بیو سنسور می باشد زیرا واکنش
جفت شدن بازها بین ترتیب های بازی مکمل هم اختصاصی و هم پایدار می باشد. در این حالت
DNAپروب تک رشته بر روی لایه تشخیص ایمو بولیزه می شود و سپس بوسیله عمل جفت شدن
DNAهدف در سطح با پروب واکنش می دهد.(تصویر۱)

تصویر۱:طرح عمومی یکDNAبیوسنسور
تکراری بودن و واحد بودن ساختارهایDNAسبب می شود که تجمع آنها را بر روی سطح بسیار
مشخص کند.بر روی این سطح می باشد که گرفتنDNAهدف و ایجاد سیگنال صورت می گیرد.
لذا ایموبولیزه کردن اسید نوکلئیک پروب در حالیکه قدرت چسبندگی اولیه خود را حفظ کرده باشد
برای تشخیصDNAهدف مهم می باشد.اما اینکه چگونه این عمل تشخیصی اندازه گیری شود بستگی به روش سیگنال ترانسداکسیون دارد که ممکن است،اپتیکال،مکانیکال،یا الکترو شیمی باشد.
۲-۴-۱اندازه سیگنال به طریق نوری(optical readout)
بیوسنسورهای نوری که بر پایه نور فلورسانس کار می کنند دارای ویژگی هایی می باشند.این نوع
بیوسنسورها حساس می باشند بطوریکه حد شناسایی آنها تقریبا۱۰مولکول در هر سانتیمتر مربع
باشد.از ردیف هایی تشکیل شده اند که از هزاران پروب ساخته شده است.بخاطر اینکه ابزارهایی
که در این زمینه(بیوسنسور فلورسانس)پیچیده و گران می باشند.تکنولوژی چیپس ژنی بیشتر برای
کارهای آزما یشگاهی کاربرد مناسب دارد.چیپس های ژنی در مواردی که کار زیادی همزمان
می خواهد انجام شود مانند بررسی پروفایل نسخه برداری(Transcriptional profiling)
یا بررسی پلی مورفیسم نوکلئوتید منفرد(Single nucleotide polymorphism discovery)
منابستر می باشند.اما تشخیص های کلینیکی معمولا نیازمند جمع آوری این داده های زیاد نمی باشند.
آنچه که مهم برای تشخیص مولکولی می باشد،قابلیت اطمینان به تشخیص و همچنین عمومی بودن
بدون توجه به ترتیب بازی می باشد.لذا چیپس های ژنی برای تشخیص کلینیکی به دلا یلی ارجح
نمی باشند مانند:گران بوده و دستگاه پیچیده می باشد همچنین به علتهای اختصاصی دیگری دقت در خواندن کاهش می یابد.
روش دیگر برای اندازه گیری سیگنال به طریق نوری روش رزونانس پلاسمون سطحی(Surface Plasmon Resonance) می باشد.در این روش در ضریب شکست یک زیر لایه ی نازک تغییر
ایجاد می شود که این عمل در اثر جذب آنالیت بوده و برای تشخیص هدف در حالتهایی که به صورت خانه-خانه،شیار-شیار هستند مناسب می باشد.برای اینکه در این روش بتوانیم به حد تشخیص
مولکول هدف برسیم که در آن حد،ایجاد سیگنال می گرددباید سیگنال هیبریداسیون را تقویت نمود.
این عمل را می توان بوسیله افزایش مقدار موادی که بر روی سطح لایه نازک می باشد قبل یا بعداز
اتصال بهDNAهدف افزایش داد.روش رزونانس پلاسمون سطحی(SPR)مانند روش فلورسانس گران
قیمت وپیچیده است که این گران بودن و پیچیده بودن سبب شده است که این روش نیز بیشتر برای
کارهای تحقیقاتی بکار رود تا کارهای روتین تشخیصی.
یکی از روش های اندازه گیری سیگنال بطریق نوری که بسیار مشخص می باشد روش خواندن نوری
است که در آنDNAهای تک رشته با نانو ذرات طلا نشاندار گردیده که به راحتی در اثر
هیبریداسیون با ترتیب بازی هدف تغییر رنگ می دهند.با بهره گرفتن از رنگ آمیزی نقره می توان آنالیز
DNAرا با این روش نوری در صفحات بسیار کوچک با حساسیت بالا انجا م داده اگرچه ممکن است
استفاده از نانو ذرات طلا گران باشد ولی این روش حساسیت و سادگی لازم را برای تشخیص های
کلینیکی دارد.
۲-۴-۲اندازه گیری سیگنال به روش حجمی(Mass readout)
یکی از روش های خواندن یا اندازه گیری سیگنال،سنجش تغییراتی است که در لایه تشخیص ایموبولیزه شده ایجاد می شود که در اثر اتصال به مولکول هدف بوجود می آید.در این حالت
بیشتر از میکرو بالانس کریستال کوارتز(Quartz Crystal Microbalance)استفاده می شود.
این دستگاه حساس بوده و می تواند تولید هیبرید(جفت شدگی) را در زمان ایجاد شدن آن گزارش
دهد.از محدودیتهای روشQMCاین است که این روش را نمی توان در حالتی که نمونه هدف در فازمحلول وجود دارد انجام داد ولی با پیشرفتهایی که در این زمینه یعنی ایجاد روش های جدید تکثیر
و تقویت نمونه شاید بتوان این محدودیت را از بین برد.روش دیگر اندازه گیری حجمی استفاده از
کانتیلور های میکرو فابری(Microfabricated Cantilevers)می باشد.در این روش افزا یش
حجم که همراه با هیبریداسیون می باشد بوسیله انحراف اشعه لیزر از سطح کانتیلور تشخیص داده
می شود.از مزایای این روش مناسب بودن آن برای توسعه ایجاد شیارهای خطی و اینکه با این روش
می توان اتصالات غیر اختصاصی را تصحیح نمود.از معایب این روش گران بودن وپیچیده بودن ابزار
و دستگاه مورد استفاده می باشد.
۲-۴-۳اندازه گیری سیگنال به روش الکتروشیمیایی
روش های الکترو شیمیایی برای تشخیصDNAبسیار مناسب می باشند زیرا واکنشهای الکتروشیمیایی
مستقیما ایجاد سیگنال الکترونیکی می کنند و لذا نیازی به دستگاه های مبدل گران قیمت نمی باشد.
بعلاوه چون ترتیب بازی ایمو بولیزه شده می تواند تنها به یکسری زیر لایه های الکترود محدود شود،
عمل نمایاندن(ردیابی) بوسیله یکسری آنالیزهای الکترو شیمیایی ارزان انجام می شود.سنسورهای
الکتروشیمیایی جهت انجام تست های کلینیکی یا محیطی در محل در دست تهیه می باشد.اساس
حساسیت سیگنال های الکترو شیمیایی بر اکسیداسیون مستقیم یا کا تالیزه شدن بازهایDNAهمچنین
واکنش های احیاء مولکول های گزارشگر(Reporter molecules)یا آنزیمها می باشد. از روش های مختلفی برای سنجش سیگنال بطریق الکتروشیمیایی استفاده می گردد.