ردیابی باکتری اشریشیاکلی و سموم آن در مواد غذایی با واسطه نانو ذرات کوانتومی کربن کنژوگه به آنتی‌بادی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکترای بهداشت مواد غذایی، گروه بهداشت مواد غذایی، دانشکده دامپزشکی، دانشگاه شهید چمران اهواز، اهواز، ایران

2 دانشیار، گروه بهداشت مواد غذایی، دانشکده دامپزشکی، دانشگاه شهید چمران اهواز، اهواز، ایران

3 استاد، گروه شیمی دارویی و مرکز تحقیقات سم‌شناسی، دانشکده داروسازی، دانشگاه علوم پزشکی جندی‌شاپور اهواز، اهواز، ایران

4 دانشیار، گروه پاتوبیولوژی، دانشکده دامپزشکی، دانشگاه شهید چمران اهواز، اهواز، ایران

10.22055/ivj.2020.230708.2261

چکیده

    در این تحقیق، امکان استفاده از ذرات کوانتوم کربن برای تشخیص و تعیین مقدار آنتی‌ژن با هدف تشخیص باکتری و سموم در مواد غذایی مورد بررسی قرار گرفت.  ذرات کوانتوم کربن با استفاده از اسید سیتریک و اتیلن آمین­دی­آمین تولید شدند.  تولید آنتی‌بادی پلی‌کلونال ضد باکتری اشریشیا کلی با ایمن­سازی خرگوش و جداسازی آنتی­بادی­های IgG از سرم­هیپرایمن با روش کروماتوگرافی تعویض یونی انجام شد.  تولید نانوذرات کوانتوم دات با روش­های FTIR و میکروسکوپ نیروی اتمی با راندمان 67 درصد تأیید شد.  اتصال ذرات کوانتوم کربن به آنتی‌بادی پلی‌کلونال ضد اشریشیا کلی با استفاده از EDC-NHS انجام شد؛ شکل­گیری مناسب و پایداری مجتمع حداقل به مدت 6 ماه، به تریتیب با روش­های الیزا و فلئورومتری تأیید شد.  افزودن غلظت‌های افزایشی باکتری اشریشیاکلی به کمپلکس مذکور، باعث کاهش نشر فلوروسنس ذرات کوانتوم کربن وابسته به غلظت آنتی­ژن در طول‌موج ۴۴۰ نانومتر با تحریک در طول‌موج ۳۵۰ نانومتر گردید.  افزایش غلظت باکتری  اشریشیاکلی سبب کاهش بیشتر شدت نشر و به عبارت‌ دیگر منجر به افزایش اختلاف نشر نمونه کونژوگه با نمونه­ی شاهد با حد تشخیص برابر با CFU/mL 30 باکتری شد.  بر اساس نتایج این تحقیق می‌توان از ترکیب کونژوگه ذرات کوانتوم کربن با آنتی‌بادی ضد یک باکتری، آنتی­ژن­های ذره­ای و یا محلول، برای تشخیص و تعیین مقدار آن باکتری یا آنتی­ژن استفاده نمود.

کلیدواژه‌ها


Alarfaj, N. A., El-Tohamy, M. F., & Oraby, H. F. (2018). CA 19-9 pancreatic tumor marker fluorescence immunosensing detection via immobilized carbon quantum dots conjugated gold nanocomposite. International Journal of Molecular Sciences, 19(4), 1162.
Bilan, R., Fleury, F., Nabiev, I., & Sukhanova, A. (2015). Quantum dot surface chemistry and functionalization for cell targeting and imaging. Bioconjugate Chemistry, 26(4), 609-624.
Cooper, H. M., & Patterson, Y. (2008). Production of polyclonal antisera. Current Protocols in Immunology, 82(1), 2.4.1-2.4.10.
Dager, A., Uchida, T., Maekawa, T., & Tachibana, M. (2019). Synthesis and characterization of Mono-disperse carbon Quantum Dots from fennel Seeds: photoluminescence analysis using Machine Learning. Scientific Reports, 9(1), 1-12
Das, P., Bose, M., Ganguly, S., Mondal, S., Das, A. K., Banerjee, S., & Das, N. C. (2017). Green approach to photoluminescent carbon dots for imaging of gram-negative bacteria Escherichia coli. Nanotechnology, 28(19), 195501.
De, B., Voit, B., & Karak, N. (2014). Carbon dot reduced Cu 2 O nanohybrid/hyperbranched epoxy nanocomposite: mechanical, thermal and photocatalytic activity. RSC Advances, 4(102), 58453-58459.
Foubert, A., Beloglazova, N. V., Rajkovic, A., Sas, B., Madder, A., Goryacheva, I. Y., & De Saeger, S. (2016). Bioconjugation of quantum dots: Review & impact on future application. TrAC Trends in Analytical Chemistry, 83, 31-48.
Hay, F., & Westwood OMR. (2002). Practical Immunology. In (pp. 14-15): United Kingdom: Blackwell Publishing Company.
Janus, Ł., Radwan-Pragłowska, J., Piątkowski, M., & Bogdał, D. (2020). Smart, Tunable CQDs with Antioxidant Properties for Biomedical Applications—Ecofriendly Synthesis and Characterization. Molecules, 25(3), 736.
Liu, X., Hao, J., Liu, J., & Tao, H. (2018, February). Green synthesis of carbon quantum dots from lignite coal and the application in Fe3+ detection. In IOP Conference Series: Earth and Environmental Science (Vol. 113, No. 1, p. 012063). IOP Publishing.
Mako, T. L., Racicot, J. M., & Levine, M. (2018). Supramolecular luminescent sensors. Chemical Reviews, 119(1), 322-477.
Mandal, T. K., & Parvin, N. (2011). Rapid detection of bacteria by carbon quantum dots. Journal of Biomedical Nanotechnology, 7(6), 846-848.
Perikala, M., & Bhardwaj, A. (2019). Highly Stable White-Light-Emitting Carbon Dot Synthesis Using a Non-coordinating Solvent. ACS Omega.
Priyanka, B., Patil, R. K., & Dwarakanath, S. (2016). A review on detection methods used for foodborne pathogens. The Indian Journal of Medical Research, 144(3), 327
Ramezani, Z., Qorbanpour, M., & Rahbar, N. (2018). Green synthesis of carbon quantum dots using quince fruit (Cydonia oblonga) powder as carbon precursor: Application in cell imaging and As3+ determination. Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects, 549, 58-66.
Sapsford, K. E., Algar, W. R., Berti, L., Gemmill, K. B., Casey, B. J., Oh, E., ... & Medintz, I. L. (2013). Functionalizing nanoparticles with biological molecules: developing chemistries that facilitate nanotechnology. Chemical Reviews, 113(3), 1904-2074.
Sonawane, S. K., Arya, S. S., LeBlanc, J. G., & Jha, N. (2014). Use of nanomaterials in the detection of food contaminants. European Journal of Nutrition & Food Safety, 301-317.
Wang, B., Huang, X., Ma, M., Shi, Q., & Cai, Z. (2014). A simple quantum dot-based fluoroimmunoassay method for selective capturing and rapid detection of Salmonella Enteritidis on eggs. Food Control, 35(1), 26-32.
Wang, R., Xu, Y., Zhang, T., & Jiang, Y. (2015). Rapid and sensitive detection of Salmonella Typhimurium using aptamer-conjugated carbon dots as fluorescence probe. Analytical Methods, 7(5), 1701-1706.
Weng, C. I., Chang, H. T., Lin, C. H., Shen, Y. W., Unnikrishnan, B., Li, Y. J., & Huang, C. C. (2015). One-step synthesis of biofunctional carbon quantum dots for bacterial labeling. Biosensors and Bioelectronics, 68, 1-6.
Xu, Q., Pu, P., Zhao, J., Dong, C., Gao, C., Chen, Y., ... & Zhou, H. (2015). Preparation of highly photoluminescent sulfur-doped carbon dots for Fe (III) detection. Journal of Materials Chemistry A, 3(2), 542-546.
Zheng, Y., Zheng, J., Wang, J., Yang, Y., Lu, T., & Liu, X. (2020). Facile Preparation of Stable Solid-State Carbon Quantum Dots with Multi-Peak Emission. Nanomaterials, 10(2), 303.
Zhong, M., Yang, L., Yang, H., Cheng, C., Deng, W., Tan, Y., ... & Yao, S. (2019). An electrochemical immunobiosensor for ultrasensitive detection of Escherichia coli O157: H7 using CdS quantum dots-encapsulated metal-organic frameworks as signal-amplifying tags. Biosensors and Bioelectronics, 126, 493-500.