پروژه الكتروفورز موئين

خلاصه توصیف طرح:

با توجه به اهمیت روز افزون شناسائی ترکیبات نانومتری، تکنیکهای متنوعی و روزافزونی به خدمت شناسائی ها و جداسازی های این ساختارها در می آیند. در بین انواع تکنیکهای کروماتوگرافی شاید الکتروفورز موئینه جایگاه منحصر به فردی دارد. این تکنیک که بر پایه رفتار حرکت یا موبیلیتی الکتروفورتیک ذرات در داخل لوله موئینه با قطر داخی تقریبی زیر 100 میکرون بین دو الکترود با اعمال ولتاژهای بالا پایه گذراری شده است می تواند در شناسائی این ساختار کمک موثری بکند زیرا رفتار الکتروفورتیک ذرات در بین این دو الکترود وابسته به اندازه، مورفولوژی و شیمی سطح ذرات می باشد و بنابراین با تغییر در هر کدام از این خصوصیات ذره رفتار منحصر به فردی از نظر الکتروفورتیکی و موبیلیتی از خود بروز خواهد داد. و به عبارت ساده تر هر ذره با مشخصات خاص در اندازه، مورفولوژی و شیمی سطح با یک سرعت از میان لوله موئینه که از دو انتها به دو الکترود با اختلاف پتانسیل در حدود 10 تا 30 کیلو ولت وصل شده است، عبور خواهد کرد و یک دتکتور UV-Vis در انتهای مسیر زمان حرکت ذره در لوله موئینه را به صورت جذب ثبت خواهد کرد.

کلید واژه های طرح:

الکتروفورز موئینه، شناسائی الکتروفورتیک

مقدمه:

یکی از مهمترین موضوعات و مسائل پیش روی تحقیقات در زمینه نانو و کنترل کیفیت محصولات نانوئی، بدست آوردن سریع اطلاعات در مورد اندازه ذرات، توزیع و شکل نانوذرات می باشد. در این راستا ابزاری مانند TEM، AFM، ... بسیار موثر می باشند ولی این روشها بسیار گران بوده و بعضاً وقتگیر نیز می باشند و نیاز به آماده سازیهای نمونه مشکلی دارند. کروماتوگرافی شامل HPLC، GC و الکتروفورز به عنوان روشی موثری و جایگزین می توانند در این راستا کمک موثری داشته باشند. این روشها در صورت موفقیت روشهای مناسبی برای جداسازی و شناسائی ترکیبات نیز می باشند. به هر حال برخی از این روشها نیز دارای مشکلات قابل توجهی می باشند به طور مثال HPLC نیاز به حلالهای ویژه داشته و هزینه نگهداری بالائی دارند و البته موفقیت زیادی نیز در شناسائی نانوذرات ندارد. در این بین به نظر می رسد روش الکتروفورز موئینه یا Capillary Electrophoresis یک روش ایده ال برای شناسائی نانوذرات چه از نظر ماهیت شیمیائی و چه از نظر اندازه و شکل ذرات است. اگر چه از عمر نانوتکنولوژی مدت زمان زیادی نمی گذرد ولی منابع نشان می دهند که استفاده های زیادی در تعیین اندازه ذرا ت با کمک CE صورت گرفته است به طور مثال Wu (1) و همکارانش نشان دادند که نانوذرات طلا با اندازه های مختلف ولی نزدیک به هم پیکهای جداگانه و مشخصی در الکتروفورز موئینه نشان می دهند.

کتاب DENDRIMER-BASED NANOMEDICINE تاليف Majoros  و Baker (2008) یکی از روشهای مهم شناسائی دندریمرها که از ساختارهای مهم نانوئی هستند را الکتروفورز موئینه معرفی می کند.

و مقالات مهم دیگری وجود دارد که نشان می دهد حتی در شناسائی انواع ویروسها می توان از این تکنیک استفاده کرد (2).

Surugau و  Urban(3) در مقاله مروری بیش از 50 مورد گزارش را که از این تکنیک در تعیین اندازه ذرات و دیگر اطلاعات در مورد نانوذرات و نانوتیوبها وجود داشته است را در سال 2009 گردآوری کرده اند و عنوان کرده اند که این روش برای کنترل کیفیت محصولات نانوئی بسیار حائز اهمیت می باشد. از طرفی گزارشات فراوانی حکایت از کاربرد نانوذرات در داخل لوله موئینه این تکنیک برای بهبود جداسازیهای بیولوژیکی و شیمیائی دارد. کتابی نیز با عنوان NANOCHROMATOGRAPHY AND NANOCAPILLARY ELECTROPHORESIS توسط IMRAN ALI و دیگر نویسندگان نیز در سال 2009 در این زمینه منتشر شده است. از سوی دیگر یکی از مشکلات سر راه عامل دار کردن نانوذرات این است که در صورتیکه یک ذره نانومقیاس با یک عامل بیولوژیکی و یا شیمیائی عاملدار شود روشی مناسب برای اطمینان از اتصال و عاملدار شدن آن وجود ندارد و در این خصوص اگرچه اطلاعاتی را می توان با کمک DLS گرفت ولی روش CE آینده بهتری را در این خصوص ترسیم می کند. دیگر گزارشات نیز تاکید کننده این نکته می باشند(4).

لازم به توضیح است که این دستگاه علاوه بر کاربرد در فناوری نانو به صورت گسترده در شناسائی کیفی و کمی داروها، سیستمهای بیولوژیکی مانند پروتینهای و پپتیدها و حتی توالی سنجی DNA کاربرد دارد (5) که بازار آن را گسترده تر می کند و حتی در مقایسه با HPLC به دلیل عدم استفاده از حلال به مقادیر زیاد و نیاز به مقدار نمونه کم از مزایای قابل توجهی برخوردار است (6). این شرایط بازارهای این دستگاه را بسیار توسعه یافته ترسیم می کند.

مراجع: 

1-      Wu et al, “Highly efficient approach for characterizing nanometer-sized gold particles by capillary electrophoresis” Analytica Chimica Acta 528 (2005) 249–254.

2-      Kremser et al, “Capillary electrophoresis of viruses, subviral particles and virus complexes” J. Sep. Sci. 2007, 30, 1704 – 1713.

3-      Surugau and Urban, “Electrophoretic methods for separation of nanoparticles” J. Sep. Sci. 2009, 32, 1889 – 1906 (review).

4-      Vladislav Doln�ık “DNA sequencing by capillary electrophoresis” J. Biochem. Biophys. Methods 41 (1999) 103–119 (review).

5-        Kowalski P, Plenis A, “ Comparison of HPLC and CE methods for the determination of cetirizine dihydrochloride in human plasma sample” Biomedical Chromatography 21: 903-911 (2007).

تصوير نمونه اوليه دستگاه الكتروفورز ارائه شده در جشنواره توانمنديهاي فناوري نانو (مهر 1388)

تفاوتهاي نمونه اوليه دستگاه با دستگاه خودكار:

Capillary electrophoresis

دستگاه الكتروفورز موئين

HOME | About us | Products | Projects | Gallery | Download | Contact