طراحی زیست ابزار آرایش میکرو الکترود مبتنی بر سلول برای ارزیابی سلولهای عصبی
Designing cell culture-based microelectrode array electrochemical bio-device to evaluate neurons
مجریان: محمد حسن زاده محله
خلاصه روش اجرا: ابزارهای رسانای گرافنی بر پایه سلول برای بررسی نوروژنز و رفتار رشد و سرعت رشد و مورفولوژی نوریتها طراحی خواهد شد. بدین منظور از صفحه رسانای ITO به عنوان زیر لایه پلیمر استفاده خواهد شد. این صفحه تحت لیتوگرافی بصورت میکروشیار برش خواهد خورد و توسط الکتروپلیمریزاسیون پلیمر-گرافن بر آن پوشش داده خواهد شد. الکترود به اندازه خانه های پلیت 6 چاهکی برش خواهد خورد و سلول نوروبلاستوما بر آن کشت خواهد شد. همچنین برای بهبود سرعت رشد سلول عصبی از پروتوئین ماتریکس خارج سلولی استفاده خواهد شد. سایز و حجم نوریتها، ولتاژ و جریان در طول cell membrane، نفوذ پذیری و ضخامت cell membrane، رسانایی سیتوپلاسم و اندامکهای سلولی و همچنین تعداد نوریتها بر الکترود به روشهای سیتومتر امپدانس و عکسهای فلورسانس و میکروسکوپ الکترونی بررسی خواهد شد.
اطلاعات کلی طرح 
| مرحله جاری طرح | خاتمه قرارداد و اجرا |
| کد طرح | 66610 |
| عنوان فارسی طرح | طراحی زیست ابزار آرایش میکرو الکترود مبتنی بر سلول برای ارزیابی سلولهای عصبی |
| عنوان لاتین طرح | Designing cell culture-based microelectrode array electrochemical bio-device to evaluate neurons |
| نوع طرح | طرح تحقیقاتی |
| اولویت طرح | توسعه فناوریهای نوین برای دارورسانی |
| نوع مطالعه | طراحی / ارزشیابی تستها |
| تحقیق در نظام سلامت | بلی |
| آیا طرح پایاننامه دانشجویی است؟ | خير |
| مقطع پایان نامه | |
| مدت اجرا - ماه | 6 |
| نوآوری و ضرورت انجام تحقیق | براساس مطالعات پیشین، حضور ماتریکس خارج سلولی مغز موجب تسریع فرآیند تشکیل شبکه نورونی خواهد شد. در این پروژه از پروتوئین استخراج شده از ماتریکس خارج سلولی مغز موش به منظور محرک رشد سلول عصبی استفاده خواهد شد. لامینین و فیبرونکنتین از جمله پروتئینهای ماتریکس خارج سلولی مغز هستند. محققان دریافتند که لامینین موجب رشد نوریت میشود و بر هدایت آکسون و مهاجرت نورون تاثیر دارد. همچنین تاثیر لامینین بر تمایز نورون و گستردگی نورون نتیجه گیری شده است. فیبرونکتین بر چسبندگی سلولی، و همچنین بر رفتار مهاجرتی، تمایزی و مورفولوژی سلول تاثیر دارد. برخلاف لامینین، فیبرونکتین موجب کاهش سرعت growth cone میشود. رفتار سلولی میتواند توسط سیگنالهای شیمیایی یا برهمکنشهای فیزیکی سلول با بستر سلولی کنترل شود. الگوهایی که سلول در محیط طبیعی بیولوژیکی بدن با آنها برخورد دارد ابعادی در مقیاس نانو و میکرو دارند مانند پروتئینهای ماتریکس خارج سلولی، میکروارگانیسمها، و سلولهای هم جوار.بنابراین توپوگرافی بستر سلولی در کشت آزمایشگاهی از اهمیت بالایی برخوردار است. لذامایتورینگ آنها از اهمیت ویژه ای برخوردار است. براساس بررسی انجام شده، کشت سلول عصبی بر روی زیست ابزار مبتنی بر پلیمر زیست سازگار پیشنهاد شده در این تحقیق، به عنوان بستر میکروشیار سلولی برای مطالعه نوروژنز و رفتار رشد و مهاجرت نوریت تاکنون ارائه نشده است. لذا نوآوری عمده در ان حوزه خواهد بود. همچنین در حوزه شناسائی نیز بر روی روشهای میکروفلوئیدی متمرکز خواهیم شد که در نوع خود بی نظیر می باشد. |
| اهداف اختصاصی | پوششدهی پلیمر بر بستر میکروشیار الکترود به روش الکتروپلیمریزاسیون -عاملدار کردن گرافن اکساید توسط گروههای آمینی (NH2) -الکتروپلیمریزاسیون آکریلیک اسید بر الکترود در حضور گرافن اکساید آمین دار شده -پوشش دهی الکترود اصلاح شده با پلیمر توسط پروتوئین ماتریکس خارج سلولی مغز موش -کشت سلول بر الکترود اصلاح شده با پروتوئین ماتریکس خارج سلولی مغز -بررسی رفتار تمایزی و تغییرات مورفولوژیک سلول عصبی بر سطح الکترود میکروشیار |
| چکیده انگلیسی طرح | Understanding neurite outgrowth, orientation, and migration is important for the design of biomaterials that interface with the neuronal tissue. Micropatterns can significantly influence neurite outgrowth, neurite length, orientation, extracellular matrix expression, neuron differentiation, and migrating velocity. Herein, we are aiming to develop an ultrasensitive electrochemical microelectrode array Nano biosensor to quantify neurogenesis and neurite behaviors. With this in mind, a cyto-biodevice system is suggested, taking advantage of conductive polymer. A biocompatible polymer is proposed, which will be treated via graphen oxide (GO), as conductive portions. The action potential of the cultured cells on conductive substrate will be measured via impedance cytometer. |
| کلمات کلیدی | زیست ابزار با آرایش میکروالکترود: آرایه های میکروالکترود دستگاه هایی هستند که حاوی چندین میکروالکترود هستند که از طریق آنها سیگنال های عصبی بدست می آیند یا تحویل می شوند ، اساساً به عنوان رابط های عصبی که نورون ها را به مدارهای الکترونیکی متصل می کنند ، عمل می کنند. گرافن اکساید: اکسید گرافن ، که در گذشته اکسید گرافنی یا اسید گرافنی نامیده می شد ، ترکیبی از کربن ، اکسیژن و هیدروژن در نسبت های متغیر است که از تیمار گرافیت با اکسید کننده های قوی بدست می آید. نوروژنز: رشد و نمو بافت عصبی. نوریت: فرآیند نوریت یا نورون به هرگونه برآمدگی از بدن سلول یک نورون اشاره دارد. این فرافکنی می تواند آکسون یا دندریت باشد. ابزارهای زیستی: زیست ابزار وسیله ای تحلیلی است که برای تشخیص یک ماده شیمیایی استفاده می شود و ترکیبی از یک جز بیولوژیکی با یک ردیاب فیزیکوشیمیایی است. |
| ذینفعان نتایج طرح | مراکز تحقیقات- کلینیکها-بیمارستانها- تشخیص طبی |
اطلاعات مجری و همکاران
| نام و نامخانوادگی | سمت در طرح |
|---|---|
| محمد حسن زاده محله | مجری اول (اصلی-هیات علمی) |
| محمد حسین گرانمایه | همکار اصلی |
| پریناز عبداللهیان | همکار اصلی |
| احمد یاری خسروشاهی | همکار اصلی |
اطلاعات تفضیلی
| حوزه خبر | خبر |
|---|---|
| رسانه ها و مردم | عنوان خبر متن خبر |
| متخصصان و پژوهشگران | عنوان خبر زیست حسگر مغناطیسی بیومارکر مغزی-عصبی را در شرایط بدون/با برچسب شناسائی کرد.متن خبر α-synuclein به دلیل نقش مهمی که دارند در مطالعات تحقیقاتی مغزی-عصبی فاکتورهای جذابی هستند. تنظیم بیان ژن به دلیل وجود مازاد بیان α-synuclein در بسیاری از انواع سرطان ارزشمند بوده و لذا شناسایی دقیق آنها در نمو نه های زیستی مهم است. در این پژوهش یک حسگر الکتروشیمیایی جهت مانیتورینگ α-synuclein در نمونه پلاسما پیشنهاد شد که مبتنی بر اتصالآنتی بادی به نانو ذرات طلا جهت برهمکنش الکترواستاتیک با آنالیت هدف (α-synuclein) است. لذا یک زیست حسگر پایدار و حساس که بطور گزینش پذیر قادر به شناسائی آنالیت در ماتریس بیولوژیکی بود طراحی و مورد ارزیابی قرار گرفت. فرایند شناسائی بر مبنای فرایند هیبریداسیون بیولوژیکی در مدت زمان بهینه 5 دقیقه بوده که شناسائی آنالیت را در بهترین شرایط مهیا میکند. بنابراین، یک روش جدید و کارآمد برای تجزیه و تحلیل α-synuclein در بیماریهای مغزی-عصبی طراحی و تایید شد که افق جدیدی را برای تجزیه و تحلیل نظارت بر فرایندهای آتی درمانی باز می کند. |
| سیاستگذاران درمانی | عنوان خبر متن خبر |
| سیاستگذاران پژوهشی | عنوان خبر متن خبر |
| لینک (URL) مقاله انگلیسی مرتبط منتشر شده 1 |
