فهرست مطالبفصل اول: بیومارکرها و نقش آنها در تشخیص و درمان بیماری.. 11ـ1 بیومارکرها (شاخص زیستی)21ـ1ـ1 تاریخچه بیومارکرها31ـ1ـ2 انواع بیومارکرها31ـ1ـ3 مشخصات بیومارکرهای خوب... 41ـ2 اسید آمینه. 41ـ2ـ1 انواع اسید آمینه. 41ـ2ـ1ـ1 بر مبنای گروه جانبی (R)41-2-1-1-1 منو اسیدهای آمینه. 51-2-1-1-2 اسید آمینه‌های الکل‌دار. 51-2-1-1-3 اسید آمینه‌های گوگرددار. 51-2-1-1-4 دی اسیدهای منو آمینه. 51-2-1-1-5 اسیدهای آمینه آمیدی.. 51-2-1-1-6 اسیدهای آمینه دی آمین.. 51-2-1-1-7 اسیدهای آمینه حلقوی.. 61ـ2ـ1ـ2 بر مبنای حلالیت... 71ـ2ـ1ـ3 بر مبنای تغذیه. 81ـ3 متابولیسم اسید آمینه. 81ـ3ـ1 برداشت گروه آمین.. 81ـ3ـ2 تخریب اسکلت کربنی آمینواسیدها91-3-3 انتقال گروه آمین.. 101-4 گلایسین.. 101-4-1 مکانیسم کلی تولید گلایسین.. 10فصل دوم: ویژگی و اهمیت پلیمرهای قالب مولکولی.. 122ـ1 پلیمرهای قالب مولکول(MIPs)132ـ1ـ1 عوامل سازنده پلیمر قالب مولکولی.. 142-1-1-1 مولکول هدف (قالب)142ـ1ـ1ـ2 مونومر عاملی.. 152-1-1-2-1 مونومرهای رایج در تهیه پلیمرهای قالب مولکولی.. 162-1-1-3 عامل اتصالات عرضی.. 162ـ1ـ1ـ4 آغازگر. 172ـ1ـ1ـ5 حلال. 182ـ2 انواع پلیمرهای قالب مولکولی.. 192-2-1 پلیمرهای قالب مولکولی غیر کووالانسی.. 192-2-2 پلیمرهای قالب مولکولی کووالانسی.. 202-2-3 پلیمرهای قالب مولکولی نیمه کووالانسی.. 212-3 روش‌های تهیه‌ی پلیمرهای قالب مولکولی.. 212-3-1 پلیمریزاسیون توده‌ای.. 222-3-2 پلیمریزاسیون با تورم سازی چند مرحله‌ای.. 232-3-3 پلیمریزاسیون امولسیونی.. 232-3-4 پلیمریزاسیون رسوبی.. 232-3-5 پلیمریزاسیون بین سطحی.. 232ـ3ـ6 پلیمریزاسیون تراکمی.. 232ـ4 مزایای پلیمرهای قالب مولکولی.. 242ـ5 کاربرد پلیمرهای قالب مولکولی.. 242ـ5ـ1 کاربرد پلیمرهای قالب مولکولی در حسگرها242ـ5ـ2 کاربرد پلیمرهای قالب مولکولی در غشاء242ـ5ـ4 کاربرد پلیمرهای قالب مولکولی در کروماتوگرافی.. 25فصل سوم: استخراج فاز جامد (Solid Phase Extraction)263-1 استخراج.. 273-1-1 استخراج جامد _مایع. 273-1-2 استخراج مایع - مایع. 273-1-3 استخراج مایع_ جامد. 283-2 کروماتوگرافی.. 283ـ2ـ1 روش‌های کروماتوگرافی.. 283ـ2ـ2 انواع کروماتوگرافی.. 283ـ2ـ2ـ1 کروماتوگرافی مایع –مایع. 283ـ2ـ2ـ2 کروماتوگرافی گاز- مایع. 283-2-2-3 کروماتوگرافی مایع_جامد. 283-2-2-4 کروماتوگرافی گاز –جامد. 293-3 طبقه بندی روش‌های استخراج بر اساس میزان جداسازی.. 293-3-1 روش‌های استخراجی غیر کامل.. 293-3-2 روش‌های استخراجی کامل.. 293-4 استخراج با حلال. 293-5 استخراج با فاز جامد. 303-5-1 دلایل جایگزینی استخراج فاز جامد با استخراج مایع- مایع. 303-5-2 استخراج با جاذب... 303ـ5ـ2ـ1 استخراج با فاز جامد(Solid Phase Extraction)313ـ5ـ2ـ1ـ1 آماده سازی یا فعال سازی ماده جاذب... 313ـ5ـ2ـ1ـ2 عبور نمونه از روی جاذب... 313ـ5ـ2ـ1ـ3 شستشوی جاذب... 313ـ5ـ2ـ1ـ4 جداسازی آنالیت مورد نظر از جاذب با یک حلال مناسب... 313-5-3 مزایای روش استخراج با فاز جامد. 313-5-4 کاربردهای استخراج با فاز جامد. 313-5-5 عوامل موثر بر استخراج با فاز جامد. 323-5-6 انواع فازهای جامد. 323-5-6-1 کربن (گرافیت)323-5-6-2 جاذب پلیمری.. 323-5-6-3 سیلیکاژل. 32فصل چهارم: سنتز نانو ذرات سیلیکا با استفاده از روش سل_ژل(Sol Gel Method)334ـ1 روش سل_ژل. 344ـ1ـ1 تاریخچه روش سل_ژل. 344-1-2 مزایای روش سل_ژل. 344-1-3 کاربردهای روش سل_ژل. 344-1-4مقایسه روش سل_ژل با دیگر روش ها354-1-5 آئروژل. 354-2 مراحل روش سل-ژل. 354-2-1 تهیه‌ی محلول همگن.. 354-2-2 تشکیل سل.. 364ـ2ـ3 تشکیل ژل. 374-3 واکنش‌های شیمیایی درگیر در فرآیند سل-ژل به اختصار. 394ـ4 روش سل_ژل در یک نگاه404-5 روش‌های تولید نانو ذرات... 40فصل پنجم: مطالعات تجربی.. 415-1 مواد مصرفی.. 425-2 دستگاه‌ها425ـ3 تهیه پلیمر قالب مولکولی.. 425ـ3ـ1 انتخاب عوامل.. 425ـ3ـ1ـ1 مولکول هدف... 425ـ3ـ1ـ2 مونومر عاملی.. 425ـ3ـ1ـ3 عامل اتصال دهنده عرضی.. 435-3-1-4 حلال مناسب... 435-3-1-5 آغازگر. 435-4 طراحی آزمایش و پلیمریزاسیون. 445-4-1 سنتز نانو ذرات سیلیکا445-4-2 سنتز نانو ذرات سیلیکا – سیلان A (MPTS)445-4-3 روش سنتز پلیمر قالب مولکولی.. 445-4-4 شناسایی گلایسین.. 455-5 بهینه سازی شرایط جذب گلایسین به کمک پلیمر قالب مولکولی.. 455-5-1 مشخص کردن بیشترین طول موج جذب... 455-5-2 بررسی اثر زمان بر جذب پلیمر. 465-5-3 اثر pH بر جذب پلیمر. 475ـ5ـ4 اثر غلظت گلایسین در مقایسه با MIP وNIP. 475-5-5 بررسی تغیرات درصد استخراج گلایسین در حضور اسید آمینه‌های دیگر. 485-5-5-1 مقدار درصد جذب غیر انتخابی پلیمر نسبت به اسید آمینه‌های دیگر. 485-5-5-2 درصد استخراج گلایسین در حضور اسید آمینه‌های دیگر. 485-5-6 بررسی نوع محلول شویش پلیمر. 495-5-7 میزان جذب گلایسین از ادرار توسط پلیمر قالب مولکولی.. 49فصل ششم: بحث و نتیجه گیری.. 516ـ1 سنتز پلیمر قالب مولکولی وپلیمرشاهد. 526-1-2 طیف‌های FT-IRاز پلیمرهای MIP وNIP. 546ـ4 مقایسه طیف NIP،MIP. 566ـ2 بهینه‌سازی شرایط جذب گلایسین توسط پلیمر. 576ـ2ـ1 اثر زمان بر جذب گلایسین.. 576-2-2 اثر pH محلول بر جذب پلیمر. 576-2-3 اثر غلظت گلایسین بر درصد استخراجNIP،MIP. 586-2-4 بررسی تغییرات درصد استخراج گلایسین در حضور اسیدآمینه‌های دیگر. 596-2-4-1 درصد استخراج غیر انتخابی پلیمرنسبت به اسیدامینه‌های دیگر. 596-2-4-2 درصد استخراج گلایسین در حضور اسیدامینه‌های دیگر. 596-2-4 بررسی نوع محلول شویش پلیمر. 606-2-5 میزان جذب گلایسین از ادرار توسط پلیمر قالب مولکول. 61خلاصه. 62پیوست... 63منابع. 66 فهرست تصاویرشکل1-1 ساختار کلی اسیدامینه. 4شکل1-2 ساختار اسیدآمینه‌های آلفا بر مبنای ریشه جانبیR.. 7شکل1-3 برداشت گروه آمین.. 9شکل1-4 سیکل اوره10شکل1-5 طرح کلی سنتز گلایسین از کولینو. 11شکل 2-1 مونومرهای رایج برای تولید پلیمرهای قالب مولکولی.. 16شکل 2-2 ساختار شیمیایی اتصال دهنده‌های عرضی مورد استفاده در تولید پلیمرهای قالب مولکولی.. 17شکل 2-3 آغازگرهای رایج در تهیه پلیمرهای قالب مولکولی.. 18شکل 2-4 شمای کلی تهیه پلیمرهای قالب مولکولی به روش غیر کووالانسی.. 20شکل 2-5 شمای کلی از سنتز پلیمرهای قالب مولکولی با روش کووالانسی.. 21شکل 2-6 تولید پلیمر قالب مولکولی به روش توده‌ای.. 22شکل 4-1 آغازگرهای مناسب برای تولید نانو ذرات سیلیس.... 36شکل 4ـ2 واکنش هیدرولیز و تصویر سه بعدی از واکنش هیدرولیز. 37شکل 4-3 واکنش تراکم. 38شکل 4ـ4 نمای کلی از واکنش تراکم و تبدیل به ژل. 38شکل 4-5 واکنش تراکم و تصویر سه بعدی از واکنش تراکم. 38شکل 4-6 خلاصه واکنش‌های سل_ژل. 39شکل 4-7 روش سل_ژل در یک نگاه40شکل 5-1 ساختار مولکول هدف گلایسین.. 42شکل 5ـ2 ساختار مونومر عاملی متاکریلیک اسید. 43شکل 5ـ3 ساختار اتصال دهنده عرضی (اتیلن گلیکول دی متاکریلات)43شکل 5ـ4 ساختار آغازگر مورد استفاده در فرآیند تولید پلیمر قالب مولکولی.. 44شکل 5ـ5 سنتز نانو ذرات سیلیکا_سیلان A.. 44شکل 5ـ6 شناسایی گلایسین توسط نین هیدرین.. 45شکل 5ـ6 طرح شماتیک آزمایش میزان جذب گلایسین از ادرار توسط پلیمر قالب مولکولی.. 49شکل 6ـ1 نمای کلی تهیه پلیمر قالب مولکولی بیومارکر گلایسین.. 53شکل 6-2 طیف FT-IR ازپلیمر (NIP) در محدوده cm-14000_400. 54شکل 6-3 طیف FT_IR از پلیمر قالب مولکولی (MIP) در محدوده400_4000cm-155شکل 6ـ4 مقایسه طیف NIP و MIP. 56شکل 6ـ5 تصویر SEM از پلیمر قالب مولکولی MIP. 56 فهرست جداولجدول2-1 نمونه‌هایی از واکنش‌های غیر کووالانسی بین مولکول هدف ومونومر. 20جدول 2-2 نمونه‌هایی از واکنش‌های کووالانسی بین مولکول هدف و مونومر. 21جدول5-1بررسی زمان جذب گلایسین توسط پلیمر قالب مولکولی سنتز شده47جدول5-2بررسی اثر pH در جذب پلیمر قالب مولکولی سنتز شده47جدول 5-3 بررسی میزان جذب NIP،MIP. 48جدول 5ـ4 بررسی جذب اسیدهای آمینه. 48جدول5-5 بررسی درصد مزاحمت در جذب گلایسین.. 49جدول 5-6 بررسی بازیابی گلایسین در حلال‌های مختلف... 49جدول5ـ7 بررسی درصد استخراج گلایسین از ادرار توسط پلیمر قالب مولکولی.. 50جدول6-1 بررسی زمان جذب گلایسین توسط پلیمر. 57جدول 6-2 بررسی اثر pH در جذب گلایسین.. 58جدول 6-3 بررسی میزان جذب NIP،MIP. 58جدول6-4 بررسی جذب اسیدهای آمینه. 59جدول6-5 درصد مزاحمت در جذب گلایسین.. 60جدول6-6 درصد بازیابی گلایسین با حلال‌های مختلف... 60جدول 6-7 بررسی درصد استخراج گلایسین از ادرار توسط پلیمر قالب مولکولی.. 61 فهرست نمودارنمودار 5-1 بیشترین طول موج جذب... 46نمودار6-1 بررسی زمان جذب گلایسین توسط پلیمر. 57نمودار6-2 بررسی اثر pH در جذب گلایسین.. 58نمودار6-3 بررسی جذب اسیدهای آمینه. 59نمودار6-4 درصد بازیابی گلایسین با حلال‌های مختلف... 60 چکیده در این تحقیق تهیه و ساخت پلیمر قالب مولکولی گلایسین بر روی نانو ذرات سیلیکا برای جداسازی و آنالیز گلایسین در یک ماتریکس پیچیده مورد بررسی قرار گرفت .برای ایجاد پلیمریزاسیون سطحی بر سطح نانو ذرات سیلیکا، باند دو گانه اولیه در سطح نانو ذرات سیلیکا ایجاد گردید. پس از آن مولکول هدف گلایسین درون لایه ی پوشیده شده پلیمر از طریق اندرکنش با مونومرهای عاملی قالب گیری شد. با برنامه ریزی دمایی شکل گیری منظم پلیمر قالب مولکولی گلایسین ، با ضخامت قابل کنترل حاصل گردید. بعد از حذف مولکول هدف ، محل های شناسایی گلایسین در لایه های پلیمری در دسترس قرار گرفت. به عنوان یک نتیجه ، بیشترین ظرفیت جذب با استفاده از نسبت مطلوب بدست آمد. همچنین شواهد نشان می دهد که پلیمر قالب مولکولی گلایسین، بر روی نانو ذرات در مقایسه با نانو ذرات پلیمر قالب گیری نشده دارای بالاترین گزینش پذیری و میل به گلایسین می باشد. علاوه بر این از این نانو ذرات پلیمری برای استخراج فاز جامد گلایسین و سپس اندازه گیری آن به روش اسپکتروفتومتری UV-Visبا 81.9 درصد بود که در یک نمونه ادارار استفاده گردید. این نتایج نشان می دهد امکان بالاترین گزینش پذیری در جداسازی گلایسین از نمونه ادرار با استفاده از پلیمر قالب مولکولی اصلاح شده در سطح نانو ذرات سیلیکا حاصل می گردد. کلمات کلیدی: پلیمر قالب مولکولی، بیومارکر گلایسین، استخراج مولکول هدف.بیومارکرها در اصطلاح، مجموعه‌ای از تغییرات فیزیولوژیک در سطوح سلولی و مولکولی است که خارج از محدوده طبیعی سلول، بافت، اندام و یا زیر مجموعه‌های آنها مانند اندامک‌های سلولی، پروتئین‌ها و یا ساختارهای ژنتیکی رخ می‌دهد. این مجموعه تغییرات فیزیولوژیک و گاه پاتولوژیک می‌تواند مشتمل بر تغییر مواد طبیعی و تشکیل مواد جدید غیر طبیعی در محدوده بافت یا اندام مورد نظر در موجود زنده و یا واکنش یا مجموعه‌ای از واکنش‌های تغییر یافته باشد. هم اکنون از تحقیق در مورد بیومارکرها به منظور کارهای عمده برای تشخیص مواجهه با عوامل بیماری‌زا، تشخیص روند آسیب‌زایی و یا تشخیص استعداد ابتلا به بیماری‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرد. مهمترین بیومارکرها آنهایی هستند که با شروع بیماری ظاهر می‌شوند و با اتمام بیماری از بین می‌روند.بیومارکرهایی که برای تحقیق درباره بروز بیماری به کار می‌روند بسیار متنوع اند و از میان آنها می‌توان به وجود میکروارگانیسمهای بیماری زا، تغییر مشخصات بافت شناختی و سلولی، وقوع جهش‌هایی در ژنهای خاص یا کروموزومها، بیان رونوشت از ژن‌هایی که درحالت عادی خاموش هستند یا بیان پروتئین‌های مربوطه، بروزتغییرات پس از ترجمه جدید روی پروتئین‌ها و یا تغییر در میزان بیان پروتئین‌ها اشاره کرد.پروتئین‌ها به دلایل مختلف بیومارکرهای بسیارخوبی محسوب می‌شوند. با بررسی پروتئین‌ها می‌توان مستقیماً عوامل مؤثر در بیماری را مورد مطالعه قرار داد. از سوی دیگر، تنها با مطالعه پروتئین‌هاست که می‌توان تغییرات پس از ترجمه را (که در بسیاری از موارد در تعیین عملکرد پروتئین نقشی تعیین کننده دارد) مورد بررسی قرار داد. در صورتی که با استفاده از بیومارکرهای mRNΑ یا DNΑ نمی‌توان چنین کاری انجام داد. علاوه بر این، بیومارکرهای پروتئینی را می‌توان در مایعات بدن مانند ادرار، سرم خون، مایع مغزی نخاعی، مایعات مفصلی، مایعات لنفی و ترشحات چشم اندازه‌گیری نمود. این ویژگی از اهمیت زیادی برخوردار است، زیرا نمونه گیری از مایعات بدن در مقایسه با بافتهای غیرمایع کاری بسیار کم هزینه تر و کم خطرتر است و نیاز به جراحی و سایر روش‌های تهاجمی را نیز در بسیاری از موارد از بین می‌برد. همچنین بیمار دچار درد و مشکلات کمتری می‌شود. امروزه جهت پیش تشخیص وضعیت پیشرفت انواع سرطان توجه ویژه‌ای به بیومارکرها می‌شود.استفاده از بیومارکرها در بررسی مکانیسم بیماری، شناسایی زودرس بیماری و به اجرا درآوردن برنامه‌های پیشگیری از بیماری (خصوصاً در مواردی که روش‌های کلینیکی رایج ناکارآمد بوده و یا اصلاًروش‌های تشخیص به موقع کلینیکی وجود ندارد)، پیگیری مراحل پیشرفت بیماری، و در تفکیک و تشخیص بیماری‌های مشابه از یکدیگر مورد توجه زیادی قرار گرفته است. با این وجود، در موارد فراوانی امکان استفاده ازاطلاعاتی که منجر به بکارگیری یک بیومارکر معتبر شود وجود ندارد، و یا اینکه بیومارکر به صورت کارآمد نمی‌تواند وقوع بیماری را قاطعانه تأیید کند. در حال حاضر تعداد بیومارکرهای معتبر در زمینه‌های مهم پزشکی و بالینی هنوز نسبتاً کم است. با ساختن منابع اطلاعاتی بیومارکر قابل اعتماد و جمع آوری اطلاعات حاصل از پروژه‌های ژنوم و داده‌های حاصل از آنالیزهایی نظیر پروتئومیکس و متابولومیک اطلاعات مناسبی در خصوص علت شناسی بیماری ها، پیشگیری و بررسی احتمال بروز آنها فراهم شده که سهم بسزایی در کاهش هزینه‌های درمانی و مرگ و میر خواهد داشت. با فراهم آمدن امکان جایگزینی بیومارکرها به جای علائم دیگر بیماری‌ها (که معمولاً در مراحل پیشرفته بیماری بروز می‌یابند) آینده‌ای نویدبخش برای استفاده از بیومارکرها مورد انتظار است که می‌تواند سیاستهای بهداشتی را تحت تأثیر قرار دهد. امروزه یافتن بیومارکرهای جایگزین برای آن دسته از بیماری‌ها که تاکنون درمان موفقی برای آنها یافت نشده، در زمره اهداف مورد توجه صنایع دارویی قرار گرفته است. اگر بتوان پروتئینی را در خون یافت که حضور یا ا فزایش غلظت آن نشانه‌ای از پیشروی بیماری باشد می‌توان تحقیقات کلینیکی را در این بیماری هرچه بهتر هدایت نمود. تحقیقات کلینیکی معمولاً آنقدر هزینه بر هستند که تنها تکنولوژیهایی، ریسک آنها را می‌پذیرند که ارزش اقتصادی آنها بسیار قابل توجه باشد. بنابراین تعجبی نخواهد داشت که پروتئومیکس دارویی، عمده توجه خود را معطوف توسعه تکنولوژی بیومارکرهای جایگزین بنماید. ولی فراتر از این، کوتاه کردن زمان لازم برای آزمایش این بیماری‌ها و در نتیجه قادر بودن به انجام تعداد بیشتری از آنها، گام مهمی در رسیدن به هدف توسعه و بهبود زندگی انسان خواهد بود. بیومارکرها می‌توانند پیشرفت بیماری یا تاثیرات درمانی را مشخص کنند. پزشکان آزمایشات زیادی انجام می‌دهند که سرطان را تشخیص دهند و تعیین کنند که چه میزان گسترش یافته است. هم چنین برخی تست‌ها ممکن است تعیین کند که چه درمانی موثر است. در مورد بیش‌ترسرطان‌ها نمونه برداری قطعی‌ترین راه تشخیص سرطان است. اگر نمونه برداری امکان پذیر نباشد پزشک ممکن است آزمایشات دیگری پیشنهاد دهد که به تشخیص کمککند. اما این حالت در سرطان پروستات کم اتفاق می‌افتد.غده پروستات غده‌‌ای است که تنها در مردان یافت می‌شود. این غده در زیر مثانه قرار دارد. سرطان پروستات نوعی بیماری است که در آن سلول‌های بدخیم از بافتهای پروستات نشات می‌گیرد و به طور نامنظم و فزاینده‌ای تکثیر و منجر به افزایش حجم در هر یک از اجزای سلولی غده پروستات می‌شود.سرطان پروستات دومین سرطان شایع بعد از سرطان ریه در میان مردان است. اطلاعات آماری و علائم بالینی میزان مرگ و میر ناشی از سرطان پروستات مبین وجود سه طیف گسترده از روند رشد این بیماری است. سرطان پروستات می‌تواند دارای رشد آهسته و گذشت زمانی طولانی تا بروز علائم بالینی باشد. در مواردی دیگر تومور به سرعت رشد کرده و تهاجم تومور به بافتهای دیگر امکان‌پذیرمی‌شود. در چنین مواردی مدت فاصله زمانی بین شروع بیماری و گسترش دامنه آن بسیار کوتاه است. مابین این دو طیف رشد، تومورهایی وجود دارند که سرعت روند رشد آنها در حد متوسطی است.تومورهای سرطانی آنتی ژنهای مشخصی را تولید می‌کنند که ممکن است از طریق آزمایش خون کشف شوند. آنتی ژنی که به طور کامل توسط غده پروستات تولید می‌شود، آنتی ژن اختصاصی پروستاتPSA[1]است. تشخیص سریع سرطان پروستات با اندازه‌گیری آنتی ژن اختصاصی پروستات از آزمایش‌های غربال‌گری این بیماری است. در بیمارانی که مبتلا به سرطان پروستات هستند، مقدار این آنتی ژن در سطح بالاتری است. البته تنها سطح PSA در آزمایش خون فرد نمایانگر ابتلا به سرطان پروستات نیست. در برخی از موارد عفونت و یا «بزرگی خوش‌خیم» حجم غده پروستات می‌تواند سبب افزایش میزان PSA در خون شود. از این رو، ترکیب معاینه مقعد توأم با آزمایش تعیین سطح PSA از طریق خون روش دقیق‌تری برای تشخیص سرطان پروستات است.۱ـ اولین تست آزمایشگاهی جهت بررسی وجود پروتیئن درادرار به عنوان بیومارکرسرطان در سال 1847انجام شد.2-اندازه‌گیری آنزیم ترانس آمیناز در سال 1954 به عنوان بیومارکر انفراکتوس میوکارد.3-در سال 1960 برای اولین بار واژه بیومارکر در مقالات استفاده شد که ناهنجاری‌ها و بی‌نظمی‌های متابولیسم وبیوشیمیایی بیماری‌ها را تشریح می‌کرد.4-در سال 1970 اولین بیومارکر سرطان تحت عنوان آنتی ژن اولیه سرطان معرفی شد.بیومارکرها بر اساس مبانی مختلف طبقه بندی می‌شوند. بهترین روش مبتنی بر ساختار ومکانیسم ایجاد آن می‌باشد. این طبقه‌بندی شامل:۱ـ متابولیتها۲ـ کربوهیدراتها۳ـ استرئیدها۴ـ لیپیدهااز این میان بیومارکرهای متابولیتی بدلیل قابلیت‌های ویژه، بیشتر حائز اهمیت است. از جمله این قابلیت‌ها امکان پیش تشخیص بیماری‌ها و پیش تشخیص ناهنجاریهای درمان و عدم پذیرش درمان توسط بدن می‌باشد.۱ـ تنها با ظهور علائم بیماری بروز کند و با بهبود بیماری از بین برود.2- تاحد امکان دارای حساسیت و انتخاب پذیری نسبت به یک بیماری خاص باشد.3- قابل اندازه‌گیری در تستهای آزمایشگاهی باشد.4- دارای حد تغییرات منظم ومحسوس باشد بطوریکه تغییرات بیانگر شروع بیماری یا مراحل آن باشد.5- تا حد امکان عمومیت داشته باشد و وابسته به گروه و نژاد خاصی نباشد.6- تغییرات آن مستقل از سن، جنس و تغذیه باشد.7- تغییرات، قابل بیان وقابل پیگیری باشد و عوامل وفاکتورهای موثر بر آن مشخص ومحدود باشد.اسید آمینه به مولکولی که شامل گروه‌های کاربردی آمینه و اسیدکربوکسیلیک است گفته می‌شود. اسید آمینه واحد تشکیل‌دهنده پروتئین است. اسیدهای آمینه به دو دسته آلفا آمینو اسیدها و غیر آلفا آمینو اسیدها طبقه بندی می‌شوند. در آلفا آمینو اسیدها روی کربن آلفا (دومین کربن از قسمت کربوکسیل) یک عامل کربوکسیل و یک عامل آمینی و یک اتم هیدروژن و یک ریشه جانبی R وجود دارد. ساختمان آن به صورت زیر نوشته می‌شود.طبقه بندی اسیدهای آمینه آلفا که در سنتز پروتئین‌ها دخالت دارند به طرق مختلف انجام گرفته است.اسیدهای آمینه را از نظر گروه‌های جانبی به چندین دسته تقسیم بندی می‌شوند. بر اساس گروهای عاملی موجود در شاخه جانبی Rمانند گروهای الکلی، کربوکسیل، گوگرد وآمیدی وهیدروکسیل و گروهای دیگر طبقه بندی صورت گرفته است.گلیکوکول (Gly): گلیکوکول که گلایسین نیز نامیده می‌شود و تنها اسید آمینه‌ای است که فاقد کربن ناقرینه است و در ساختمان پروتئین‌هایی مانند کلاژن، الاستین و رشته ابریشم به مقدار فراوان وجود دارد.آلانین (Ala): در تمام پروتئین‌ها فراوان است.والین (Val): اسید آمینه ضروری برای انسان است و به مقدار کم در بیشتر پروتئین‌ها یافت می‌شود.لوسین (Leu): اسید آمینه ضروری برای انسان بوده و در بیشتر پروتئین‌ها به مقدار زیاد وجود دارد.ایزولوسین (Ile): اسید آمینه ضروری برای انسان است که به مقدار کمتر از اسیدهای آمینه دیگر پروتئین‌ها وجود دارد. ایزولوسین دو کربن ناقرینه دارد.سرین (Ser): اسید آمینه‌ای است که در رشته‌های ابریشم بسیار فراوان بوده و در ساختمان چربی‌ها و پروتئین‌های مرکب نیز شرکت می‌کند.تره اونین (Thr): اسید آمینه الکل‌داری است که برای انسان ضروری بوده و مانند ایزولوسینیک کربن ناقرینه اضافی دارد.سیستئین (Cys): این اسید آمینه نقش مهمی در ساختمان فضایی پروتئین‌ها بر عهده دارد زیرا عامل تیول (SH-) دو مولکول سیستئین در یک زنجیره پلی پپتیدی و یا دو مولکول سیستئین در دو زنجیره پلی پپتیدی با از دست دادن هیدروژن پیوند کوالان می‌سازند و در نتیجه دو مولکول سیستئین تبدیل به اسید آمینه دیگری به نام سیستئین می‌گردند.متیونین (Met): متیونین از اسیدهای آمینه ضروری برای انسان است که مقدار آن در پروتئین‌ها نسبتا کم است.اسیدهای آمینه‌ای هستند که دارای یک آمین و دو عامل کربوکسیل هستند و به اسید آمینه اسیدی مشهورند.اسید آسپارتیک (Asp): در پروتئین‌ها به مقدار زیادیافت می‌شود. اسیدیته این اسید آمینه زیاد است.اسید گلوتامیک (Glu): مقدار آن در پروتئین زیاد است و نقش مهم آن انتقال عامل آمین در واکنش‌های بیوشیمیایی است.این ترکیبات روی ریشه R دارای یک عامل آمیدی هستند. این اسیدهای آمینه در سنتز پروتئین‌ها شرکت نموده و نقش مهمی را در انتقال آمونیاک دارا هستند.گلوتامین (Gln)آسپاراژین (Asn)این اسیدهای آمینه دارای یک عامل آمین اضافی هستند.لیزین (Lys): این اسید آمینه برای انسان ضروری بوده و در بیشتر پروتئین‌ها مخصوصا در بعضی از پروتئین‌ها مانند هیستونها به مقدار فراوان دیده می‌شود. لیزین در سنتز کلاژن نیز شرکت می‌کند. ولی پس از تشکیل کلاژن، لیزین به دلتا هیدروکسی لیزین تبدیل می‌شود.آرژنین (Arg): این اسید آمینه در پروتئین‌هایی مانند هیستون و پروتامین بسیار فراوان است. آرژنین بسیار بازی است. گروه انتهای این اسید آمینه را که شامل سه ازت می‌باشد، گوانیدین می‌نامند.بعضی از این اسیدهای آمینه به علت دارا بودن حلقه بنزنی، عطری (آروماتیک) نامیده می‌شوند و برخی دیگر دارای یک حلقه هترو سیلیک هستند.فنیل آلانین (phe): از اسیدهای آمینه ضروری برای انسان بوده و در پروتئین‌ها به مقدار فراوان یافت می‌شوند. در ساختمان این اسید آمینه یک حلقه بنزنی و یک زنجیر جانبی آلانین شرکت دارد.تیروزین (Thr): این اسید آمینه به مقدار فراوان در پروتئین‌ها دیده می‌شود. حلالیت آن در آب کم است. تیروزین را پاراهیدروکسی فنیل آلانین هم می‌نامند. زیرا از اکسیداسیون فنیل آلانین حاصل می‌شود.تریپتوفان (Trp): اسید آمینه ضروری برای انسان است که به مقدار کم در پروتئین‌ها وجود دارد.هیستیدین (His): این اسید آمینه در تمام پروتئین‌ها به مقدار اندکی وجود دارد و فقط مقدار آن در هموگلوبین نسبتا زیاد است.پرولین (Pro): اسید آمینه‌ای است که در پروتئین‌هایی مانند کلاژن و رشته‌های ابریشم به مقدار فراوان دیده می‌شود. این اسید آمینه نقش مهمی در ساختمان فضایی پروتئین‌ها به عهده دارد. در حقیقت پرولین که از حلقه ایمین مشتق می‌شود، یک اسید آمینه است. در کلاژن تعدادی از پرولینها به هیدروکسی پرولین تبدیل می‌شود.