Skip to main content
SUPERVISOR
Ali asghar Ensafi,Sabihe Soleimanianzad,Mahmoud SheikhZeinodin
علی اصغر انصافی (استاد مشاور) صبیحه سلیمانیان زاد (استاد راهنما) محمود شیخ زین الدین (استاد راهنما)
 
STUDENT
Zahra Izadi
زهرا ایزدی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده کشاورزی
DEGREE
Doctor of Philosophy (PhD)
YEAR
1391
Bacillus cereus is the causative agent of two types of food-borne disease،, both in raw and processed foods. Therefore, rapid and accurate detection of B. cereus is very important especially in infant formula. This study describes fabrication of a based DNA biosensor on single stranded DNA (ssDNA) of nheA virulence gene in B. cereus ATCC 14579 ( Bc 14579). ssDNA was self-assembled by thiolar binding on Au-nanoparticle modified pencil graphite electrode (PGE). The size, shape and dispersion of the G were characterized by field emission scanning electron microscope (FESEM). Detection of Bc 14579 was carried out based on an increase in the charge transfer resistance (R ct ) of the biosensor due to hybridization of the ssDNA with target DNA. Atomic force microscope (AFM) was used to confirm the hybridization of ssDNA with target DNA. The biosensor sensitivity in pure cultures of B. cereus was found to be 10 0 (CFU/mL) with a detection limit of 9.4 × 10 ? 12 mol L -1 . The biosensor could differentiate complementary DNA strand from mismatch DNA sequence and could exclusively and specifically detect the target DNA sequence of B. cereus from DNA sequence which can be found in dairy products. Moreover, the DNA biosensor exhibited high reproducibility and stability, thus it could be used as a suitable biosensor to detect B. cereus and to become a portable system for food quality control. Second part of this study was conducted to validate the performance of a fabricated DNA biosensor to detection of B. cereus in milk and infant formula. For this purpose, both culture and real-time PCR as standard methods were used. Fabricated DNA biosensor proved to be as accurate as real time PCR when quantitatively analysis culturable and non- culturable fraction of Bc 14579. The detection limit of both real-time PCR and fabricated DNA biosensor in milk and infant formula samples for detection of B. cereus ATCC 14579 ( Bc 14579) was calculated as 10 0 CFU/mL whereas for culture method it was observed to be more than 10 1 CFU/mL. In addition, three DNA extraction methods e.g silica-based column kit, boiling of bacterial pellet and cetyl trimethylammonium bromide (CTAB) were evaluated. It was shown that boiling was as equally efficient as other standard DNA extraction methods. These results suggest fabricated DNA biosensor could have a promising future outlook to be used in food quality control by microbial analysis of major food born pathogen such as B. cereus in a highly specific and sensitive way in a short time with less expertise needed to run the tests. Keywords: Electrochemical DNA biosensor, Bacillus cereus , Real time PCR, DNA extraction
باکتری گرم مثبت باسیلوس سرئوس، عامل دو نوع مسمومیت غذایی است که در مواد خام و فرآوری شده یافت می شود. بنابراین شناسایی سریع و دقیق این باکتری به خصوص در غذای کودک اهمیت زیادی دارد. در این پژوهش، ساخت زیست حسگر بر مبنای DNA تک رشته ای مربوط به ژن اختصاصی بیماری زای nheA باکتری باسیلوس سرئوس ATCC 14579 شرح داده شد. تثبیت DNA تک رشته ای از طریق پیوند تیول روی مغز مداد اصلاح شده با نانوذرات طلا به صورت خود آرایی انجام شد. اندازه، شکل و توزیع نانوذرات طلا با میکروسکوپ الکترونی روبشی مشخص شد. شناسایی باکتری باسیلوس سرئوس 14579 بر اساس افزایش در مقاومت انتقال بار زیست حسگر به دلیل هیبریداسیون تک رشته DNA با DNA هدف انجام شد. میکروسکوپ نیروی اتمی جهت تأئید هیبریداسیون مورد استفاده قرار گرفت. حساسیت زیست حسگر در کشت خالص باکتری باسیلوس سرئوس 14579، 10 0 کلنی در هر میلی لیتر با حد تشخیص 12- 10× 4/9 مول بر لیتر به دست آمد. زیست حسگر توانایی شناسایی DNA هدف از توالی DNA ناجور را دارد و به طور اختصاصی و ویژه توالی DNA هدف باکتری باسیلوس سرئوس 14579 را از سایر باکتری های موجود در فرآورده های لبنی تشخیص می دهد. همچنین، زیست حسگر بر مبنای DNA تکثیر پذیری و پایداری بالایی دارد. در بخش دوم مطالعه، کارایی زیست حسگر طراحی شده جهت شناسایی باکتری باسیلوس سرئوس 14579 در شیر و شیر خشک نوزاد اعتبار سنجی شد. بدین منظور، روش کشت و واکنش زنجیره ای پلیمراز بر خط به عنوان روش های استاندارد مورد استفاده قرار گرفتند. نتایج نشان داد که زیست حسگر طراحی شده با دقتی مشابه روش واکنش زنجیره ای پلیمراز تعداد باکتری های قابل کشت و غیر قابل کشت را مشخص می کند. حد تشخیص جهت شناسایی باکتری باسیلوس سرئوس 14579 در مورد واکنش زنجیره ای پلیمراز مشابه زیست حسگر طراحی شده در نمونه های شیر و شیر خشک نوزاد 10 0 کلنی بر میلی لیتر بدست آمد در حالیکه حد تشخیص در مورد روش کشت میکروبی بیشتر از 10 1 کلنی بر میلی لیتر است. همچنین، سه روش استخراج DNA از جمله جوشاندن رسوب باکتریایی، کیت بر پایه ی سیلیکا و روش سی تب ارزیابی شدند. نتایج این مطالعه نشان داد که روش جوشاندن کارایی مشابه روش های استاندارد استخراج DNA دارد. نتایج نشان داد که استفاده از زیست حسگر طراحی شده با انجام آنالیز میکروبی باکتری های پاتوژن با منشاء غذایی از جمله باکتری باسیلوس سرئوس می تواند در کنترل کیفیت مواد غذایی مورد استفاده قرار گیرد و شناسایی حساس و اختصاصی باکتری های پاتوژن در زمان کم و بدون نیاز به نیروی متخصص امکان پذیر است. کلمات کلیدی: زیست حسگر الکتروشیمیایی بر مبنای DNA ، باسیلوس سرئوس ، واکنش زنجیره ای پلیمراز بر خط، استخراج DNA

ارتقاء امنیت وب با وف بومی