تمایز سلولهای سالم از سرطانی تیمار شده با استفاده از نانو حسگرهای الکتروشیمیایی یا نوری
Differentiation of cancerous from normal cells using electrochemical or spectroscopic nanosensor
مجریان: ابوالقاسم جویبان , محمد حسن زاده محله
خلاصه روش اجرا: سرطان یکی از رایج ترین بیماری منجر به مرگ در سراسر دنیا می باشد که اگر در مراحل اولیه اش تشخیص داده شود، کنترل و درمان آن به مراتب آسان تر و کم هزینه تر خواهد شد. یکی از روشهای شناسائی سرطان، در حوزه سلولی می باشد. در مطالعه¬ی حاضر ابتدا حسگر زیستی با استفاده از نانو ذراتی که گیرنده¬¬ای مثل فولات بر روی آن متصل شده است، طراحی و سپس با استفاده از سیگنال الکتریکی و یا نوری حاصل از این ترکیب، به تشخیص و اندازه¬گیری میزان سلول های سرطانی خواهیم پرداخت. در روشهای الکتروشیمیایی ترکیب نانو ذره و گیرنده روی سطوحی همچون کربن شیشهای یا طلا و... تثبیت و پس از بررسی تست های پایداری و معتبر سازی، از این روش جهت تمایز سلولهای سالم از سرطانی تیمار شده با داروهای ضد سرطانی مانند Dox-liposomal و Gemcitabine، Sunitinib و ... استفاده خواهد شد. از حسگرهای طراحی شده برای بررسی رفتار دارو جهت کنترلِ رشدِ سلولهای سرطانی استفاده خواهد شد. جهت تشخیص و اندازه¬گیری سلولهای سرطانی تیمار شده با داروهای ضد سرطان از روشهای الکتروشیمیایی یا نوری استفاده خواهد شد. همچنین نتایج تجزیه¬ای حاصل از نانو حسگرها استخراج و قدرت تشخیص آن با دیگر روشها مورد مقایسه قرار خواهد گرفت. برای طراحی و تهیه نانو حسگر الکتروشیمیایی از یک سیستم سه الکترودی که شامل الکترود کربن شیشهای(GC) یا الکترود طلا، پلاتین و کالومل (SCE) به ترتیب بهعنوان الکترود های کار، کمکی و مرجع متصل به یک سیستم اندازهگیری AUTOLAB با پتانسیواستات/گالوانواستات مدل PGSTAT302N محصول شرکت Eco Chemie هلند انجام خواهد شد. اندازه¬گیری های نوری نیز با استفاده از دستگاههای فلوئورسانس یا جذب مولکولی اندازه¬گیری و سپس تحلیل های تجزیه ای لازم بر روی آنها صورت خواهد گرفت.
اطلاعات کلی طرح 
| مرحله جاری طرح | خاتمه قرارداد و اجرا |
| کد طرح | 59166 |
| عنوان فارسی طرح | تمایز سلولهای سالم از سرطانی تیمار شده با استفاده از نانو حسگرهای الکتروشیمیایی یا نوری |
| عنوان لاتین طرح | Differentiation of cancerous from normal cells using electrochemical or spectroscopic nanosensor |
| نوع طرح | طرح - پایان نامه |
| اولویت طرح | پیشگیری و اپیدمیولوژی سرطان های شایع |
| نوع مطالعه | مطالعات علوم پایه (Experimental) |
| تحقیق در نظام سلامت | خیر |
| آیا طرح پایاننامه دانشجویی است؟ | بله |
| مقطع پایان نامه | دکتری تخصصی پژوهشی محور |
| مدت اجرا - ماه | 36 |
| نوآوری و ضرورت انجام تحقیق | سرطان دومین عامل مرگ و میر در سطح جهان می باشد. یکی از راههای کاهش میزان مرگ و میر ناشی از سرطان تشخیص زود هنگام بیماری می باشد. برای تشخیص زود هنگام نیاز به طراحی روش هایی با حساسیت و انتخابگری بالا می باشد. البته اگرچه حساس بودن روش یک شرط لازم برای اندازه گیری می باشد ولی باید روش به مارکر (یا ماده) مورد نظر انتخابگر نیز باشد. طراحی و ارائه روش های تشخیص و تمایز سلولهای سرطانی از سالم از اولویت های علوم پزشکی می باشد. |
| اهداف اختصاصی | قابلیت سنتز نانوکامپوزیت مزوپروس سیلیکاتی، نقاط کوانتمی و یا سایر نانو مواد عامل دار شده و ترسیب آن بر روی سطح الکترود کربن شیشه ای، پلاتین و یا طلا -تمایز سلولهای سرطانی از غیر سرطانی و تعیین تعداد سلولهای سرطانی - استفاده از روش‌های الکتروشیمیایی یا نوری ارائه شده در بررسی سلولهای سالم و سرطانی تیمار شده/نشده با داروهای ضد سرطان مختلف از جمله دوکسوروبیسین، جمسیتابین و ... -ارزیابی حسگرهای طراحی شده بر روی نمونه های جمع آوری شده از بیماران |
| چکیده انگلیسی طرح | Cancer is one of the most common diseases that cause death worldwide, and if it is detected in its early stages, its control and treatment will be much easier and less expensive. One of the methods for detecting cancer is in the cellular field. In the present study, we will first design a biosensor using nanoparticles with a receptor such as folate attached to it, and then use the electrical or optical signal obtained from this combination to detect and measure the amount of cancer cells. In electrochemical methods, the combination of nanoparticles and receptors is immobilized on surfaces such as glassy carbon or gold, etc., and after examining stability and validation tests, this method will be used to distinguish healthy cells from cancer cells treated with anticancer drugs such as Dox-liposomal and Gemcitabine, Sunitinib, etc. The sensors designed to investigate the behavior of drugs will be used to control the growth of cancer cells. |
| کلمات کلیدی | مزوپروسهای سیلیکاتی: این ترکیبات به عنوان اصلاح کننده سطح الکترود در طراحی زیست حسگرها بکار می روند. این مواد دارای ویژگیهایی مثل نظم بلوری بسیار بالا، مقاومت گرمایی خوب، پایداری مکانیکی و مساحت سطح بالا بوده و براحتی سطح آنها اصلاح می شود. نقاط کوانتومی: نقاط کوانتومی با سایز هایی بین 2 تا 10 نانومتر، موادی هستند که برای آنالیز حساس و دقیق در نمونه های بیولوژیک مورد استفاده قرار می گیرند. این مواد دارای خواص بی نظیری مثل پیک های جذبی وسیع، بازده کوانتومی بالا، پیک های نشری باریک و متقارن و دارای پایداری شیمیایی و نوری خوبی هستند. ترکیبات کربنی: ترکیباتی مثل نقاط کوانتومی کربنی، گرافن اکسید و ... هستند که دارای کاربردهای بیومدیکال مختلفی می باشند. پلیمرهای قالب مولکولی: پلیمرهایی هستند که جهت اندازه¬گیری انتخاب پذیر مورد استفاده قرار می گیرند. اسید فولیک: اسید فولیک که به نامهای فولات یا ویتامین B9 نیز خوانده میشود برای بسیاری از کارهای بدن از جمله سلامتی سیستم عصبی، خون و یاختهها، حیاتی و اساسی لازم می باشد. این ویتامین بدن را در مقابل بیماریهای قلبی، نقصهای مادر زادی، پوکی استخوان و برخی از سرطانها محافظت می کند. حسگر: وسیله ای برای اندازه¬گیری آنالیت های مختلف که انواع مختلفی مثل نوری، الکتروشیمیایی و غیره دارد. ولتامتری پالس تفاضلی: تکنیک بسیار سودمندی برای اندازه¬گیری غلظت¬های کم گونه های آلی و معدنی می باشد. در این روش، پالس ها با مقدار یکسان بر روی یک شیب پتانسیل خطی سوار شده اند. حد تشخیص: حداقل غلظتی از ماده که جهت تعیین مقدار آن، دستگاه پیکی با ارتفاع سه برابر نویز نشان دهد. حد تعیین مقدار: حداقل غلظتی از ماده آنالیت که بتوان آن را با روش طراحی شده و با اطمینان قابل قبولی تعیین مقدار کرد. فلوئورسانس: روشی بر پایه نشر مولکولی که دارای حد تشخیص بسیار مطلوب در اندازه¬گیری های بیولوژیک می باشد. ولتامری چرخه ای: یکی از انواع روشهای اندازهگیری الکتروشیمیایی پتانسیودینامیک میباشد که در آن پتانسیل الکترود کار به صورت خطی با زمان تغییر میکند. ولتامتری پالس تفاضلی: تکنیک بسیار سودمندی برای اندازه¬گیری غلظت های کم گونه های آلی و معدنی می باشد. در این روش، پالس ها با مقدار یکسان بر روی یک شیب پتانسیل خطی سوار شده اند. حسگرهای الکتروشیمیایی: حسگرهای الکتروشیمیایی شامل ابزارهای نوین در آنالیز نمونه¬های مختلف می باشند که حساسیت و انتخابگری بالایی در ماتریکس های پیچیده دارند. حسگرهای اسپکتروسکوپی: از این گروه از حسگرها می توان به حسگرهای جذبی و فلوئورسانس اشاره کرد. فلوئورسانس دارای حساسیت بسیار خوبی می باشد و بصورت روتین در انواع آزمایشات تشخیص طبی مورد استفاده قرار می گیرد. |
| ذینفعان نتایج طرح |
اطلاعات مجری و همکاران
| نام و نامخانوادگی | سمت در طرح |
|---|---|
| ابوالقاسم جویبان | استاد راهنمای اول (آموزشی ) |
| محمد حسن زاده محله | استاد راهنما دوم (آموزشی ) |
| محمد حسین صومی | مشاور |
| جعفر سلیمانی | دانشجوی مالک پایان نامه |
اطلاعات تفضیلی
| حوزه خبر | خبر |
|---|---|
| رسانه ها و مردم | عنوان خبر تشخیص انتخابی سلولهای سرطانی از سالم با استفاده از نانو موادمتن خبر تشخیص سریع و دقیق سرطان یکی از ضروریات علم پزشکی می باشد. هر چقدر سرطان سریعتر تشخیص داده شود، کنترل آن راحتر و شانس درمان بالاتر می باشد. برای تشخیص زود هنگام نیاز به ابرزارهای دقیقی داریم که بتواند در مراحل اولیه سرطان را تشخیص بدهد. در این پروژه، از نانو ذرات عامل دارشده برای تشخیص زود هنگام استفاده شده است. این مواد قادر استفاده سلولهای سرطانی را در غلظت بسیار پایین تشخیص و تعیین مقدار کند |
| متخصصان و پژوهشگران | عنوان خبر تشخیص انتخابی سلولهای سرطانی از سالم با استفاده از نانو موادمتن خبر تشخیص هدفمند و اختصاصی سلولهای بافت سرطانی جهت تشخیص زودهنگام بسیار مهم می باشد. تشخیص اختصاصی سلولهای سرطانی نیاز به استفاده از پروبهای ویژه ی طراحی شده برای سلول سرطانی دارد که در آن پروب طراحی شده حساس به مارکر خاصی از سرطان می باشد. اخیراً، استفاده از گیرنده ها برای تشخیص و تعیین مقدار سلولهای سرطانی بسیار گسترش یافته است. یکی از این گیرنده ها، گیرنده فولات می باشد. گیرنده فولات در غشای سلولهای سرطان های مختلف بیان می شود. این گیرنده با فولات پیوند بسیار قوی با ثابت تفکیک بسیار پایین (0.1-10 نانو مولار) می دهد که باعث اتصال بسیار قوی فولات به سلولهای سرطانی می شود. این خواص ویژه باعث می شود که از گیرنده فولات بطور گسترده در تشخیص، تصویر برداری و شمارش سلولها سرطانی مورد سرطانی مورد استفاده شود. در این مطالعه، از نانوذرات عامل دار شده با فولات جهت تعیین مقدار سلولهای سرطانی و همچنین تشخیص سلولهای سرطانی از نرمال با استفاده از روشهای نوری و الکتروشیمیایی استفاده شده است. حد تشخیص حسگرهای گزارش شده بسیار خوب بوده که در برخی موارد به 50 سلول بر میلی لیتر نیز می رسد. |
| سیاستگذاران درمانی | عنوان خبر تشخیص انتخابی سلولهای سرطانی از سالم با استفاده از نانو موادمتن خبر سرطان دومین عامل اصلی مرگ و میر در جهان است. در سال 2015 ، 8.8 میلیون نفر بر اثر این بیماری از بین رفته اند. در مردان، سرطان پروستات، معده، کولورکتال، ریه و کبد و در زنان، سرطان سینه، کولورکتال، ریه، سرطان دهانه رحم و معده شایع ترین سرطانها می باشند. طراحی روش های موثر برای تشخیص زود هنگام سرطان برای کنترل و درمان، بسیار مهم می باشد که تشخیص کمی، دقیق و صحیح سرطان در انواع محیط های زیستی می تواند روند درمان را بهبود و هزینه درمان را بطور قابل ملاحضه ای کاهش دهد.
در پروژه ی حاضر، از نانوذرات عامل دار شده با فولات جهت تعیین مقدار سلولهای سرطانی و همچنین تشخیص سلولهای سرطانی از نرمال با استفاده از روشهای نوری و الکتروشیمیایی استفاده شده است. حد تشخیص مناسب حسگرهای طراحی شده، باعث شده است که بتوان از این حسگرها جهت تشخیص زود هنگام سرطان استفاده کرد. |
| سیاستگذاران پژوهشی | عنوان خبر تشخیص انتخابی سلولهای سرطانی از سالم با استفاده از نانو موادمتن خبر شیوع بالای سرطان در جامعه باعث تحمیل هزینه های مالی و روحی-روانی بسیار بر فرد بیمار و افراد خانواده وارد می کند. نتایج تحقیق سازمان بهداشت جهانی (WHO) نشان می دهد که حدود 30 درصد از سرطان قابل پیشگیری می باشد. تشخیص زود هنگام سرطان برای کنترل و درمان، یکی از راههای کاهش میزان مرگ و میر بوده و می تواند روند درمان را بهبود و هزینه درمان را بطور قابل ملاحضه ای کاهش دهد. برای تشخیص زود هنگام نیاز به طراحی و ساخت وسیله هایی دقیق، انتخابی و کم هزینه می باشد.
در پروژه ی حاضر، از نانوذرات عامل دار شده با فولات جهت تعیین مقدار سلولهای سرطانی و همچنین تشخیص سلولهای سرطانی از نرمال با استفاده از روشهای نوری و الکتروشیمیایی استفاده شده است. با توجه حد تشخیص مناسب روشهای ارئه شده، می توان این روشها را بصورت کیت و یا وسیله POC طراحی و پس از معتبر سازی در محیط ها بیولوژیکی، جهت تشخیص زود هنگام سرطان مورد استفاده قرار داد. |
| لینک (URL) مقاله انگلیسی مرتبط منتشر شده 1 |
