نوع مقاله : مقاله پژوهشی
نویسندگان
1
پژوهشکده علوم و فناوری نانو، دانشگاه کاشان، کاشان، ایران، کاشان، ایران
2
گروه فارماسیوتیکس و نانوفناوری دارویی، دانشکده داروسازی، دانشگاه علوم پزشکی شهید بهشتی، تهران، ایران
3
گروه مهندسی بافت و علوم سلولی کاربردی، دانشکده فناوری های نوین پزشکی، دانشگاه علوم پزشکی شهیدبهشتی، تهران، ایران.
4
گروه مهندسی بافت و علوم سلولی کاربردی، دانشکده فناوریهای نوین پزشکی، دانشگاه علوم پزشکی شهید بهشتی، تهران، ایران
5
گروه نانوفناوری پزشکی، دانشکده فناوریهای نوین پزشکی، دانشگاه علوم پزشکی تهران، تهران، ایران
چکیده
انروفلوکساسین بهعنوان یکی از آنتیبیوتیکهای پایدار فلوروکینولونی با کاربرد گسترده، میتواند منجر به مقاومت باکتریایی و چالشهای زیست محیطی گردد. از اینرو، روشهای شناسایی و جداسازی انتخابی انروفلوکساسین به منظور پایش باقیماندهها در مواد غذایی و محیطهای مختلف ضروری به نظر می رسد. هدف این مطالعه، ساخت و مشخصهیابی یک حسگر الکتروشیمیایی پلیمر قالب مولکولی مغناطیسی هسته-پوسته برای تشخیص و جداسازی انتخابی انروفلوکساسین میباشد. در این مطالعه، نانوذرات اکسید آهن سوپرپارامغناطیس سنتز و به ترتیب با پوشش سیلیکا و پلیمر قالب مولکولی اصلاح گردیدند. سپس فرآیندهای مشخصهیابی توسط تکنیکهای پراکندگی نور دینامیکی، آنالیز ترموگراویمتری، میکروسکوپ الکترونی عبوری، مغناطیسسنج نمونه ارتعاشی و مطالعات الکتروشیمیایی انجام شد. عملکرد پلیمر قالب مولکولی با ارزیابی ظرفیت اتصال، انتخابپذیری و تشخیص الکتروشیمیایی از طریق الکترودهای کربن مورد بررسی قرار گرفت. نتایج، سنتز مؤثر نانوذرات مغناطیسی هسته-پوسته (با اندازه ذرات 120-60 نانومتر) را تأیید کردند. پلیمر قالب مولکولی دارای ظرفیت جذب مطلوبی برای انروفلوکساسین با فاکتور قالب گیری برابر 92/8 و انتخاب پذیری بالا بود، هرچند پاسخ متقاطع ضعیفی نسبت به سیپروفلوکساسین و نورفلوکساسین نشان داد. بررسیهای الکتروشیمیایی نشان دادند که حسگر در محدوده ۴۰۰-۱۰ میکروگرم بر میلیلیتر (حد تشخیص = ۲/۱ میکروگرم بر میلیلیتر، 9945/0 = R2) رفتار خطی از خود نشان میدهد. همچنین، حسگر الکتروشیمیایی حاصله پس از ۳۰ روز پایداری بالا (با حفظ ۹۶٪ سیگنال نسبی اولیه) و قابلیت تکرارپذیری مناسب (4/3% = RSD) از خود نشان داد. این ویژگیها همراه با قابلیت جداسازی مغناطیسی حسگر میتواند آن را برای آنالیز نمونههای واقعی مفید و کارآمد سازد. این مطالعه، بیانگر تلفیقی از روشهای جداسازی مغناطیسی و فناوری قالب مولکولی با هدف دستیابی به تشخیص حساس و انتخابی انروفلوکساسین میباشد.
کلیدواژهها
موضوعات
عنوان مقاله English
Synthesis and Characterization of a Core–Shell Magnetic Molecularly Imprinted Electrochemical Sensor for the Detection of Enrofloxacin
نویسندگان English
Sedigheh Niknam
1
Kamran Banan
2
Kasra Hajibarati
2
Mahnaz Ahmadi
3
Elham Asadian
4
Mahdi Adabi
5
Fatemeh Ghorbani-Bidkorpeh
2
1
Institute of Nanoscience and Nanotechnology, University of Kashan, Kashan, Iran
2
Department of Pharmaceutics and Pharmaceutical Nanotechnology, School of Pharmacy, Shahid Beheshti University of Medical Sciences, Tehran, Iran
3
Department of Tissue Engineering and Applied Cell Sciences, School of Advanced Technologies in Medicine, Shahid Beheshti University of Medical Sciences, Tehran, Iran
4
Department of Tissue Engineering and Applied Cell Sciences, School of Advanced Technologies in Medicine, Shahid Beheshti University of Medical Sciences, Tehran, Iran
5
Department of Medical Nanotechnology, School of Advanced Technologies in Medicine, Tehran University of Medical Sciences, Tehran, Iran
چکیده English
Enrofloxacin (ENR), as one of the fluoroquinolone antibiotics with broad applications, is stable, can lead to bacterial resistance, environmental challenges and health issues. Thus, selective detection and separation methods for ENR are required in the monitoring of residues in food and environmental mediums. The objective of this work was to synthesize and characterize a core-shell magnetic molecularly imprinted polymer (MIP) electrochemical sensor for selective detection and separation of ENR. In this study, ENR was characterized using Ultraviolet–visible (UV-Vis) and high-performance liquid chromatography (HPLC). Superparamagnetic iron-oxide nanoparticles (SPIONs) were synthesized, coated and grafted with silica and MIP, respectively. Other characterization process was conducted via dynamic light scattering (DLS), transmission electron microscopy (TEM), vibrating sample magnetometer (VSM), and electrochemical studies. The MIP performance was evaluated by assessment of binding capacity, selectivity, and electrochemical detection via screen-printed carbon electrodes (SPCEs). Results confirmed efficient synthesis of core-shell nanomagnets (60-120 nm) with very good magnetic response (40 emu/g). MIP had good ENR binding capacity (imprinting factor=8.92) and specificity but with weak cross-reactive response to ciprofloxacin and norfloxacin. Electrochemical detection was linear in the range 10-400 µg/mL (LOD=2.1 µg/mL, R2=0.9945) with very good stability (96% relative signal retained after 30 days). The repeatability (RSD=3.4%) and magnetic separability of the sensor make it useful for real-world applications. This work implies new integration of magnetic separation methodologies and molecularly imprinted technology towards the aim to reach sensitive and selective detection of ENR.
کلیدواژهها English
Enrofloxacin
Molecularly imprinted polymer
Electrochemical sensor