دوره 19، شماره 1 - ( لیزر در پزشکی 1401 )
جلد 19 شماره 1 صفحات 32-25 |
برگشت به فهرست نسخه ها
Download citation:
BibTeX | RIS | EndNote | Medlars | ProCite | Reference Manager | RefWorks
Send citation to:
BibTeX | RIS | EndNote | Medlars | ProCite | Reference Manager | RefWorks
Send citation to:
Eskandari V, Sharifi N. Plasmonic Sensors for Identification and Determination of Escherichia Coli Pathogenic bacterial concentration. lmj 2022; 19 (1) :25-32
URL: http://icml.ir/article-1-560-fa.html
URL: http://icml.ir/article-1-560-fa.html
اسکندری وحید، شریفی نفیسه. حسگر پلاسمونیکی برای شناسایی و تعیین غلظت باکتری بیماری‌زای اشریشیا کلی. فصلنامه علمی پژوهشی لیزر در پزشکی. 1401; 19 (1) :25-32
گروه فوتونیک و پلاسما، دانشکده فیزیک و پژوهشکده علوم و فناوری نانو، دانشگاه کاشان 8731753153، کاشان، ایران
چکیده: (1299 مشاهده)
مقــدمه: روش طیف‌سنجی رامان بهبود یافته سطحی (SERS)، یکی از روش‌های کارآمد برای شناسایی مقادیر اندک و حتی شناسایی تک مولکول است. با قرار‌گرفتن گونه‌های مختلف در نزدیکی سطح فلز و یا جذب فیزیکی گونه‌ها بر روی نانوساختارهای فلزی، به علت برهم‌کنش گونه‌ها و پلاسمون‌های سطحی نقره، شدت سیگنال رامان افزایش می‌یابد. باکتری اشریشیا کلی، در بسیاری از مواد غذایی یافت می‌شود و به راحتی می‌تواند رشد کند. بنابراین، کنترل باکتری اشریشیا کلی در صنایع غذایی و کشاورزی مورد توجه است که برای شناسایی این باکتری می‌توان استفاده از تکنیک SERS را که نسبت‌به سایر تکنیک‌هایی به‌کار گرفته می‌شوند؛ ساده و ارزان است؛ پیشنهاد کرد. از‌آن‌جایی‌که نانوساختارهای نقره به‌دلیل تشدید پلاسمون‌های سطحی و پراکندگی نور، سیگنال رامان حاصل از مولکول‌های مختلف را بهبود می‌دهد؛ در این تحقیق، بسترهای نقره‌اندود به هدف ساخت حسگر پلاسمونیکی برای آشکارسازی غلظت‌های مختلف باکتری اشریشیا کلی ساخته و مطالعه شده است.
روش بررسی: در این مطالعه تجربی، به هدف ساخت حسگر پلاسمونیکی، بسترهای نقره‌اندود به روش ساده شیمیایی ساخته شدند و با استفاده از بسترهای نقره‌اندود و طیف‌سنجی رامان که تکنیکی غیرمخرب است، آشکارسازی باکتری اشریشیا کلی انجام شد.
یافته‌ها: قله پلاسمونی حدود410 نانومتر تشکیل نانوذرات نقره را تایید کرد. بر‌اساس تصویر میکروسکوپ الکترونی گسیل میدانی (FESEM)، تعداد زیادی از ذرات بسترهای نقره‌اندود، اندازه بین 1400 تا 1500 نانومتر دارند. هر‌چند ذرات کوچکتر تا اندازه حدود 100 نانومتر و ذرات بزرگتر تا اندازه حدود 1700 نیز در تصویر FESEM مشاهده می‌شود. زبری بسترهای نقره‌اندود که حاصل از یکنواخت‌نبودن پوشش نقره است منجر‌به پراکندگی نور از بستر نقره‌اندود می‌شود. تشدید پلاسمون‌های سطحی نانوذرات نقره و پراکندگی نور از ذرات نقره کلوخه‌‌شده بزرگتر، ارتعاش‌های مولکولی باکتری اشریشیا کلی را تقویت می‌کنند. با کالیبراسیون شدت ارتعاش‌های مولکولی بر‌حسب غلظت باکتری، رابطه خطی به دست آمد که از روی آن می‌توان با اندازه‌گیری طیف SERS باکتری به غلظت آن پی برد.
نتیجه‌گیری: در طیف‌سنجی رامان به دلیل تشدید پلاسمون‌های سطحی نانوذرات نقره و پراکندگی نور از ذرات نقره بزرگتر سیگنال رامان حاصل از باکتری اشریشیا کلی بهبود می‌یابد. با کاهش غلظت باکتری، به‌دلیل کاهش تعداد ارتعاش‌های مولکولی سیگنال‌های SERS نیز تضعیف می‌شود که با استفاده از این بسترهای نقره‌اندود، شناسایی، آشکارسازی سریع و راحت باکتری اشریشیا کلی تا غلظت cfumL-1 102 قابل انجام است.در‌ضمن، با کالیبراسیون، استفاده از بسترهای نقره‌اندود و طیف سنجی رامان، می توان غلظت باکتری اشریشیا کلی را به‌دست آورد.
روش بررسی: در این مطالعه تجربی، به هدف ساخت حسگر پلاسمونیکی، بسترهای نقره‌اندود به روش ساده شیمیایی ساخته شدند و با استفاده از بسترهای نقره‌اندود و طیف‌سنجی رامان که تکنیکی غیرمخرب است، آشکارسازی باکتری اشریشیا کلی انجام شد.
یافته‌ها: قله پلاسمونی حدود410 نانومتر تشکیل نانوذرات نقره را تایید کرد. بر‌اساس تصویر میکروسکوپ الکترونی گسیل میدانی (FESEM)، تعداد زیادی از ذرات بسترهای نقره‌اندود، اندازه بین 1400 تا 1500 نانومتر دارند. هر‌چند ذرات کوچکتر تا اندازه حدود 100 نانومتر و ذرات بزرگتر تا اندازه حدود 1700 نیز در تصویر FESEM مشاهده می‌شود. زبری بسترهای نقره‌اندود که حاصل از یکنواخت‌نبودن پوشش نقره است منجر‌به پراکندگی نور از بستر نقره‌اندود می‌شود. تشدید پلاسمون‌های سطحی نانوذرات نقره و پراکندگی نور از ذرات نقره کلوخه‌‌شده بزرگتر، ارتعاش‌های مولکولی باکتری اشریشیا کلی را تقویت می‌کنند. با کالیبراسیون شدت ارتعاش‌های مولکولی بر‌حسب غلظت باکتری، رابطه خطی به دست آمد که از روی آن می‌توان با اندازه‌گیری طیف SERS باکتری به غلظت آن پی برد.
نتیجه‌گیری: در طیف‌سنجی رامان به دلیل تشدید پلاسمون‌های سطحی نانوذرات نقره و پراکندگی نور از ذرات نقره بزرگتر سیگنال رامان حاصل از باکتری اشریشیا کلی بهبود می‌یابد. با کاهش غلظت باکتری، به‌دلیل کاهش تعداد ارتعاش‌های مولکولی سیگنال‌های SERS نیز تضعیف می‌شود که با استفاده از این بسترهای نقره‌اندود، شناسایی، آشکارسازی سریع و راحت باکتری اشریشیا کلی تا غلظت cfumL-1 102 قابل انجام است.در‌ضمن، با کالیبراسیون، استفاده از بسترهای نقره‌اندود و طیف سنجی رامان، می توان غلظت باکتری اشریشیا کلی را به‌دست آورد.
واژه‌های کلیدی: باکتری اشریشیا کلی، نانوذرات نقره، بسترهای نقره‌اندود، حسگر پلاسمونیکی، طیف‌سنجی رامان.
ارسال پیام به نویسنده مسئول
| بازنشر اطلاعات | |
 |
این مقاله تحت شرایط Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License قابل بازنشر است. |
