طراحی و ساخت سیلیکون متخلخل-ژلاتین در تشخیص مقدار رشد باکتری با روش طیف سنجی تبدیل فوریه تداخل بازتابی

فرضیه : تشخیص باکتری های بیماری زا در نمونه های غذایی و بالینی بسیار ارزشمند است و انجام چنین تشخیصی در بازه زمانی کوتاه همچنان به عنوان چالش باقی مانده است. در این پژوهش، از  نانوحسگر نوری بر پایه طیف سنجی تبدیل فوریه تداخل بازتابی از سیلیکون متخلخل ادغام شده با هیدروژل ژلاتین، برای تشخیص رشد باکتری استفاده شد. ژلاتین، هیدروژلی حساس به pH است که با رشد باکتری و تغییر pH محیط، به سرعت متورم می شود. هیبرید این هیدروژل با نانوساختار سیلیکون متخلخل، ساختاری حساس به pH ایجاد می کند که ضریب شکست آن با رشد باکتری و تغییر pH، تغییر می کند. این تغییر، سبب تغییر ضخامت اپتیکی موثر نانوساختار هیبریدی شده و با روش طیف سنجی تبدیل فوریه تداخل بازتابی، قابل بررسی است.روش ها: ابتدا به منظور ساخت سیلیکون متخلخل از فرایند خوردگی الکتروشیمیایی استفاده شد. در مرحله بعدی سطح سیلیکون متخلخل اکسیدشده با آمینوپروپیل تری اتوکسی سیلان (APTES) که گروه های آمین را جهت مزدوج سازی با ژلاتین روی سطح به جای می گذارد، عامل دار شد. در نهایت رفتار تورم هیدروژل در هیبرید سیلیکون متخلخل-ژلاتین در پاسخ به تغییرات pH محیط و سپس در مجاورت غلظت های مختلف باکتری بررسی شد.یافته ها: با استفاده از طیف سنجی پاشنده انرژی پرتو X در حالت نقشه برداری و بررسی توزیع عناصر کربن، نیتروژن، اکسیژن و سیلیکون، نفوذ ژل به درون حفره های سیلیکون متخلخل مشاهده شد. با بررسی پرتو بازتابیده و طیف نمایی تبدیل فوریه تداخل بازتابی از هیبرید سیلیکون متخلخل-ژلاتین در مجاورت بافر با pH های مختلف، به دلیل تورم لایه ژل و نزدیک شدن ضریب شکست این لایه به ضریب شکست محیط پیرامون از مکان قله اول (پیک سیلیکون متخلخل) به عنوان سیگنال تشخیصی استفاده شد. نتایج نشان داد، ساختار حاصل، قدرت تشخیص تغییرات pH محیط و نیز رشد باکتری را در محدوده غلظت های ۱۰۲ تا ۱۰۵ کلنی بر میلی لیتر دارد.

کلیدواژه ها:

نانوحسگر ، حساس به pH ، ژلاتین ، سیلیکون متخلخل ، طیف سنجی تبدیل فوریه تداخل بازتابی