Ηλεκτροχημικοί βιοαισθητήρες νανοσωματιδίων πλατίνας/DNAzymes για την ανίχνευση ιόντων βαρέων μετάλλων

Παναγοπούλου, Χρυσή; Panagopoulou, Chrysi

dc.contributor.author	Παναγοπούλου, Χρυσή	el
dc.contributor.author	Panagopoulou, Chrysi	en
dc.date.accessioned	2023-06-07T08:24:31Z
dc.date.available	2023-06-07T08:24:31Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/57803
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.25500
dc.description	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο--Μεταπτυχιακή Εργασία. Διεπιστημονικό-Διατμηματικό Πρόγραμμα Μεταπτυχιακών Σπουδών (Δ.Π.Μ.Σ.) “Μικροσυστήματα και Νανοδιατάξεις”	el
dc.rights	Αναφορά Δημιουργού-Μη Εμπορική Χρήση-Όχι Παράγωγα Έργα 3.0 Ελλάδα	*
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/gr/	*
dc.subject	Ηλεκτροχημικοί βιοαισθητήρες	el
dc.subject	Νανοσωματίδια πλατίνας	el
dc.subject	Ανίχνευση ιόντων βαρέων μετάλλων	el
dc.subject	DNAzymes	en
dc.subject	Μόλυβδος	el
dc.subject	Electrochemical biosensors	en
dc.subject	Lead	en
dc.subject	Heavy metal ion detection	en
dc.subject	Platinum nanoparticles	en
dc.subject	Kάδμιο	el
dc.subject	Xρώμιο	el
dc.subject	Cadmium	en
dc.subject	Chromium	en
dc.title	Ηλεκτροχημικοί βιοαισθητήρες νανοσωματιδίων πλατίνας/DNAzymes για την ανίχνευση ιόντων βαρέων μετάλλων	el
heal.type	masterThesis
heal.secondaryTitle	Electrochemical biosensors based on platinum nanoparticles/DNAzymes for heavy metal ion detection	en
heal.classification	Εφαρμοσμένη Φυσική	el
heal.classification	Νανοτεχνολογία	el
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2023-03-31
heal.abstract	Στη σημερινή εποχή, η μόλυνση του περιβάλλοντος απαιτεί αποτελεσματικές και αξιόπιστες λύσεις, ιδιαίτερα για την ανίχνευση και τον ποσοτικό προσδιορισμό των ρύπων σε φυσικούς πόρους, όπως ο αέρας και το νερό. Μεταξύ των συνηθέστερων ρυπογόνων ουσιών είναι τα ιόντα βαρέων μετάλλων, τα φυτοφάρμακα, τα μεταλλοειδή, τα ανόργανα θρεπτικά συστατικά, τα φαρμακευτικά προϊόντα και τα αντιβιοτικά, ενώ το νερό βρύσης, οι λίμνες, τα ποτάμια, τα υπόγεια ύδατα και τα λύματα είναι οι πιο συνηθισμένες περιβαλλοντικές μήτρες. Ωστόσο, η ανίχνευση ρύπων σε τέτοιες μήτρες αποτελεί πρόκληση λόγω της πολυπλοκότητας και της μεταβλητότητάς τους, γεγονός που καθιστά αναγκαία την εφαρμογή ιδιαίτερα ευαίσθητων και επιλεκτικών μεθόδων ανίχνευσης με χαμηλά όρια ανίχνευσης. Τα ιόντα βαρέων μετάλλων αποτελούν ένα από τα πιο επικίνδυνα υποπροϊόντα της ταχείας εκβιομηχάνισης, καθώς και σημαντική απειλή τόσο για την ανθρώπινη ζωή, όσο και για τη χλωρίδα και την πανίδα. Η μόλυνση του νερού από τόσο επικίνδυνες ουσίες είναι ιδιαίτερα κρίσιμη, δεδομένου ότι η συσσώρευση μολυσματικών ουσιών στο πόσιμο ή αρδευτικό νερό μπορεί να επηρεάσει όλο το φάσμα της τροφικής αλυσίδας. Στην παρούσα διπλωματική εργασία αναπτύχθηκε ένας ηλεκτροχημικός βιοαισθητήρας που βασίζεται σε ένα υβρίδιο μεταλλικών νανοσωματιδίων πλατίνας και DNAzymes για την ανίχνευση ιόντων βαρέων μετάλλων στο νερό. Συγκεκριμένα, επιτεύχθηκε ανίχνευση ιόντων μολύβδου, καδμίου και τρισθενούς χρωμίου, σε συγκεντρώσεις χαμηλότερες από τα μέγιστα επιτρεπτά όρια στο πόσιμο νερό. Για να επιτευχθεί ο έλεγχος της επιφανειακής κάλυψης των νανοσωματιδίων και της αντίστασης της διάταξης, τα νανοσωματίδια εναποτίθενται σε υποστρώματα πυριτίου και πολϋιμιδίου με την τεχνική sputtering. Ο βιοαισθητήρας αξιοποιεί τα DNAzymes, ένα βιοϋλικό που αλληλεπιδρά επιλεκτικά με τα ιόντα βαρέων μετάλλων και παρουσία αυτών, οι ενζυματικές αλυσίδες τους διασπώνται σε επιμέρους κομμάτια. Το καταλυτικό DNA στην επιφάνεια του αισθητήρα και μεταξύ των νανοσωματιδίων γεφυρώνει τα νανοσωματίδια ή τα συσσωματώματα νανοσωματιδίων, δημιουργώντας περισσότερους αγώγιμους δρόμους στα ηλεκτρόδια του αισθητήρα. Κατά την ανίχνευση των ιόντων βαρέων μετάλλων, τα DNAzymes αυτοκαταλύουν την υδρόλυση της ίδιας τους της αλυσίδας, καθώς οι αγώγιμες γέφυρες καταρρέουν επιλεκτικά. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα μια μετρήσιμη αλλαγή στην αντίσταση της διάταξης που μεταφράζεται σε ποιοτική και ποσοτική ανίχνευση. Επιπροσθέτως, η εργασία εστιάζει στον αντίκτυπο των χαρακτηριστικών ομάδων επιφανειακής τροποποίησης για την ακινητοποίηση των DNAzymes, εξετάζοντας την απόδοση των αισθητήρων για πρωτόκολλα τροποποίησης με ομάδες αμίνης και θειόλης. Οι αισθητήρες συγκεντρωτικά παρουσίασαν όριο ανίχνευσης στα 10 nM, τιμή πολύ χαμηλότερα από τα επιτρεπτά όρια στον νερό.	el
heal.advisorName	Τσουκαλάς, Δημήτριος	el
heal.committeeMemberName	Κυρίτσης, Απόστολος	el
heal.committeeMemberName	Ράπτης, Ιωάννης	el
heal.committeeMemberName	Τσουκαλάς, Δημήτριος	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Εφαρμοσμένων Μαθηματικών και Φυσικών Επιστημών	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	69 σ.	el
heal.fullTextAvailability	false