تشخیص ارتعاشات مولکولی داروی سیپروفلوکساسین (ciprofloxacin) با استفاده از بسترهای فعال انعطاف‌پذیر پلاسمونیکی مبتنی بر کاغذهای فیلتری به عنوان حسگر رامان بهبود یافته‌ی سطحی (sers)

مقدمه: سیپروفلوکساسین (ciprofloxacin (cip)) یک آنتی بیوتیک نسل سوم فلوروکینولون بسیار فعال با طیف گسترده ای از فعالیت ضد باکتریایی است که برای کاربردهای مربوط به پزشکی انسانی و هم دامپزشکی تولید و مصرف می شود. مقدار زیادی از cip از طریق ادرار دفع می شود، به همین دلیل از طریق فاضلاب شهری، صنایع داروسازی، فعالیت های دامداری و فاضلاب کشاورزی وارد محیط زیست می شود و اثرات مخربی را به همراه دارد. بنابراین، تشخیص سریع و دقیق داروی cip در بسیاری از زمینه ها مخصوصا برای سلامتی انسان بسیار مهم است. روش بررسی: برای شناسایی داروی cip جهت کنترل بیماری های ناشی از آن از زیرلایه های کاغذی فیلتری پوشش داده شده با نانوذرات نقره به عنوان حسگر زیستی طیف سنجی رامان بهبود یافته ی سطحی (sers) استفاده شد. ابتدا نانوذرات نقره با استفاده از روش شیمیایی تولنز تهیه شدند و سپس به روش غوطه وری بروی زیرلایه های کاغذی فیلتری پوشش داده شدند تا بسترهای فعال انعطاف پذیر پلاسمونیکی مبتنی بر کاغذهای فیلتری به عنوان حسگر زیستی  sers، در جهت شناسایی ارتعاشات مولکولی داروی cip ساخته شوند. از آنالیزهای طیف سنجی فرابنفش مرئی (uv-vis)، پراش اشعه ‌ایکس (xrd)، تصویر میکروسکوپ الکترونی عبوری (tem) ، تصویر میکروسکوپ الکترونی روبشی (fe-sem) و پراکندگی دینامیکی نور  (dls)، مشخصه های نانوذرات نقره ساخته‌ شده بررسی شدند.یافته ها: حد تشخیص بسترهای پلاسمونیکی sers، برای شناسایی داروی cip 7-10 مولار به دست آمد. میانگین انحراف استاندارد نسبی (rsd) ، برای شش اندازه گیری مکرر 4.38 درصد محاسبه شد. با کاهش غلظت محلول به 7-10مولار، شدت مدهای رامان بسیار کاهش یافت به نحوی که تنها برخی قله ها مشخص هستند. فاکتور بهبود بستر انعطاف پذیر پلاسمونیکی فعال sers برای شناسایی ارتعاشات مولکولی داروی cip به صورت تجربی107*1.460 محاسبه گردید .نتیجه گیری: نتایج رامان بدست آمده نشان می دهد که بسترهای پلاسمونیکی فعال sers تهیه شده از نانوذرات نقره برای تشخیص داروی cip با روش های توسعه یافته نتایج امیدوارکننده ای را برای مطالعات مبتنی بر sers نشان می دهد و می-تواند منجر به توسعه حسگرهای نانویی می شوند. همچنین بسترهای پلاسمونیکی فعال sers، قابلیت بازیافت، تکرارپذیری و پایداری شیمیایی قابل توجهی را دارا هستند. در نتیجه، نانوذرات نقره را می توان به عنوان یک بستر بالقوه sers برای تشخیص داروی cip در غلظت بسیار کم استفاده کرد. 

detection of molecular vibrations of ciprofloxacin using flexible plasmonic active substrates as surface-enhanced raman scattering (sers) biosensors

background: ciprofloxacin (cip) is a highly active third-generation fluoroquinolone antibiotic with a broad range of antibacterial activity, which is produced and consumed for both human and veterinary medicine applications. a large amount of cip is excreted through urine; therefore, it enters the environment through urban sewages, pharmaceutical industries, livestock activities, and agricultural wastewater, and it is associated with harmful effects on the environment as well as human and animal health. therefore, rapid and sensitive detection of cip is of great importance in many fields, especially human health.materials and methods: in order to detect cip to control diseases caused by it, filter paper substrates coated with silver nanoparticles (agnps) were employed as surface-enhanced raman scattering (sers) biosensors. first, agnps were prepared using the tollens method, and afterward, they were coated on filter paper substrates by immersion method to fabricate flexible plasmonic active substrates based on filter papers as sers biosensors for the purpose of identifying the molecular vibrations of cip. ultraviolet-visible spectroscopy (uv-vis), x-ray diffraction (xrd), transmission electron microscope (tem) images, scanning electron microscope (fe-sem) images, and dynamic light scattering (dls) were used for the characterization of the fabricated agnps.results: the limit of detection (lod) of sers-active plasmonic substrates was obtained to be 10-7 m for the detection of cip. the mean relative standard deviation (rsd) was calculated to be 4.38% for six repeated measurements. the intensity of raman modes decreased with the reduction of the concentration of the solution down to 10-7 m so that only some peaks were visible. the enhancement factor (ef) of sers-active flexible plasmonic substrates was experimentally calculated to be 1.460×107.conclusion: the developed sers-active plasmonic substrates prepared by the proposed method for the detection of cip showed promising results for sers-based investigations and can lead to the development of nanosensors. moreover, sers-active plasmonic substrates showed remarkable recyclability, reproducibility, and chemical stability. in conclusion, agnps can be employed for the development of potential sers-active substrates for the detection of very low concentrations of cip.