تک لایه های خود مونتاژ کنده برای حسگرهای زنده(حسگرهای زیستی)SAM

تک لایه های خود مونتاژ کنده برای حسگرهای زنده(حسگرهای زیستی)

       استفاده از تک لایه های خود مونتاژ کنده(SAM ها)در زمینه های مختلف تحقیقات   به سرعت درحال گسترش است ؛ به خضوص در بسیاری از زمینه های مهندسی پزشکی ، SAM ها به عنوان یک لایه واسط ، بین یک سطح فلزی و یک محلول یا بخار به کار برده می‌شوند . این مقاله ، روش های شکل گیری SAM ها بر حسب موادی که غالبا به کار می‌روند و بر طبق تکنیک های توصیف تک لایه ها را ، به طور مختصر بیان می‌کند .

       اهمیت و تکیه بحث روی 3 نوع از تک لایه هاست : 1-تک لایه های یکسان(uniform) -2-تک لایه های مخلوط یا مختلط (mixed) -3- تک لایه های به صورت تابع درآمده یا تک لایه های تابع شده یا تک لایه های تابعی (functionalized) . این سه نوع تک لایه برای عدم تحرک یا باز ایستادن زیستی اجزایی مانند نوکلئوتید ها ، پروتئین ها ، پادتن ها و گیرنده ها به کار می‌روند .                      (مثل پلیمر ها). کاربرد  SAMها در تحقیقات امروزی ، همراه با کاربرد های دیگر در این مقاله بحث خواهد شد .

       لغات کلیدی : تک لایه های خود مونتاژ کننده ، الکتروشیمی ، تشدید سطح پلاسمون (spr) ، توازن بلور کوارتز (الکتروشیمیایی) ، حسگر زیستی .

تیس وینک یک محقق phd در دانشگاه اوترخت بود . از سال 1993 و بعد از                     فارغ التحصیلی در داروسازی ، دکتر ووت وان بنکم و پروفسور اوک بوت ، به ترتیب اساتید راهنما و مشاوره او هستند . استیون وان زویلن یک دانشجوی داروسازی است . تیس وینک در حال کار روی گسترش روشی است برای تحلیل پروتئین های محافظ دیواره سلول و سلول های سازنده عناصر سفید خون که از تشدید سطح پلاسمون در مقادیر پایین پیکومول استفاده می کنند . از دیگر علاقه های او ، سیستم های تحلیلی نوری نیز می‌باشد ، مانند الکترو شیمی .

       گزینش پذیری زیاد توسط بیو مولکول ها (پادتن ها ،آنزیم ها ، اسید های نوکلئیک) یا سیستم های زیستی (گیرنده ها ، سلول های سالم) فراهم شده است . این مورد در حسگرهای زیستی که عناصر احساس و دریافت زیستی است بهره برداری می‌شود . این عناصر همراه با یک عنصر الکترو شیمیایی ، نوری یا مبدل پیزو الکتریکی جمع شده است.  معمولا جزء زیستی (ربایش مولکول) از حرکت باز ایستاده می‌شود یا به طور تخمینی به سطح مبدل نزدیک نگه داشته می‌شود . به عنوان یک نتیجه منطقی ، استراتژی عدم تحرک برای بیو مولکول ها ، به خاطر زنده نگه داشتن فعالیت زیستی آن ها دارای اهمیت ویژه ای هستند . تشخیص زیستی یعنی وقتی که یک مولکول از حرکت باز می‌ایستد و ماده مورد تجزیه اش هنوز برهم کنش دارد سیگنالی که تولید شده با غلظت یا مقدار ماده مورد تجزیه در نمونه رابطه دارد .

       عدم تحرک مستقیم بیو مولکول ها باعث درگیر شدن مسئله جذب فیزیکی می‌شوند.  برای مثال در میکروتایتر پلیت های ایمونوسیز (microtiter plat immunoassays) ، معمولا کنترل روی سمت و سوی مولکول وجود ندارد . حسگرهای برهم کنش بر طبق تشدید سطح پلاسمون (spr) پایه ریزی شده اند یا                  موج برهای دی الکتریک تک اسلوبی مانند ایمونوسیز های میکرو تایتر پلیت ، که معابر بیشتری برای پرهیز از هت گیری تصادفی احتیاج دارند . پروتئین A یا G مثل بیوتین-آویدین می‌توانند کنترل را روی فرایند عدم تحرک (باز ایستادن) بهتر کنند .                        استراتژی های دیگر از هیدروژل ها (hydrojel) یا پلی.ال-لیزین ها(poly-l-lisine) همراه با واکنش های پیوندی ویژه (برای مثال کربودیمید یاپریودیت) بهره می‌برند . SAM های تابعی امکانات امید بخش را مثل فعال سازی شیمیایی پیشنهاد می‌کند .

       تقریبا هر سطحی می‌تواند با تک لایه های تابعی که یک خاصیت شیمیایی یا نوری یا الکتریکی ویژه مورد احتیاج دارند ، تجهیز شود . یک تک لایه ای ایده آل میزان شده کامل ، به دقت با حلقه های آلکان فشرده می‌شود و سپس به یک سطح صاف چسبیده می‌شود (شکل 1 در متن اصلی). دو روش نیز برای رسوب کردن لایه های مولکولی روی زیر لایه های جامد وجود دارد .(مثل شیشه یا فلز) : 1-انتقال لانگ مویر-بلا جت(Langmuir-blodget) 2-خود مونتاژ کردن شیشه یا اکسید آلومینیوم توسط آلکانسیلان ها ؛ مورد اول بالاتر از سطح این مقاله است اما تکیه بیشتر روی طبقه دیگر تک لایه ها است که روی جذب قوی سطحی دی‌سولفیدها (R-S-S-R) ، سولفیدها            (R-S-R) و تیول ها (R-SH) روی سطح یک فلز (به طور خاص طلا) پایه ریزی شده است . نوزو (nuzzo) و آلارا (Allara) در خود مونتاژ کردن مولکول هایی که سولفور در بر داشتند پیشقدم شدند ، با توجه به اینکه دی آلکان ها از تک لایه های مرتبه بالا روی سطوح فلز سولفید می‌شوند . نیروهای وان در والسی بین گروه های متیلن هدایت می‌شوند و تک لایه را تثبیت می‌کنند . پورتر ات آل ، نشان می‌دهد که حلقه بلند آلکانیتول های مونتاژ شده در یک روش شبه بلورین انجام می‌شود . همچنین کاهش در طول حلقه منجر به ساختارهای مرتبه کمتر می‌شود . مطالعات جذب سطحی غیر متقارن سولفیدهای دی آلکان فاش می‌کند که این تک لایه ها به طور قابل توجهی کمتر از روی تراکم فشرده شده و کمتر منظم هستند ، در مقایسه با تک لایه های آلکان تیول . یک مجموعه از آلکان تیول های حلقه بلند جایگزین شده هر دو نوع تک لایه های بالا و منظم را تشکیل می‌دهند . تقریبا در یک زمان یک تک لایه مختلط از تیول های متفاوت ساخته شده است که یک پایه خیلی محتمل برای عدم تحرک بیومولکول ها از طریق یک گروه تابعی پیشنهاد می‌دادند .

       شکل گیری و توصیف (SAM) های آلی و کاربرد های آن در این مقاله بحث نخواهد شد .

شکل گیری تک لایه ها

      دی سولفید ها ، سولفیدها یا تیول ها به طور قوی به سوی فراوانی فلزات همرتبه می‌شوند (برای مثال طلا ، نقره ، پلاتین یا مس) . ساختار یک تک لایه خود مونتاژ کننده به ریخت شناسی فلز وابسته است .........

جهت دریافت ادامه مطلب با من تماس بگیرید

hosseinshokrani@yahoo.com

09366962679حسین شکرانی