Η παρακολούθηση σε πραγματικό χρόνο των βιομοριακών αλληλεπιδράσεων παρουσιάζει ιδιαίτερο ενδιαφέρον διότι παρέχει άμεσα πληροφορία σχετικά με την κινητική πρόσδεσης και τις σταθερές ισορροπίας. Σε αυτή την αναφορά, παρουσιάζεται μια μεθοδολογία η οποία βασίζεται στη Φασματοσκοπία Ανάκλασης Λευκού Φωτός και ενδείκνυται για την παρακολούθηση σε πραγματικό χρόνο των βιομοριακών αντιδράσεων που λαμβάνουν χώρα σε στερεά υποστρώματα. Η οπτική διάταξη αποτελείται από μια VIS–NIR οπτική πηγή η οποία επικοινωνεί μέσω οπτικής ίνας με φασματοφωτόμετρο συνδεδεμένο σε Η/Υ. Το εξωτερικό τμήμα της οπτικής ίνας κατευθύνει το φως κάθετα πάνω στην επιφάνεια όπου συμβαίνουν οι αλληλεπιδράσεις μεταξύ των βιιομορίων. Το ανακλώμενο φως συγκεντρώνεται από το εσωτερικό τμήμα της οπτικής ίνας και κατευθύνεται στο φασματοφωτόμετρο. Οι αντιδράσεις λαμβάνουν χώρα σε επιφάνεια διοξειδίου του πυριτίου επικαλυμμένη με πολυμερικό υμένιο. Μια αντλία χρησιμοποιείται για την παροχή των αντιδραστηρίων με ελεγχόμενο ρυθμό σε ένα μικρορρευστομηχανικό κανάλι. Το φάσμα της ανάκλασης καταγράφεται σε πραγματικό χρόνο. Οι αντιδράσεις μεταξύ των πρωτεϊνικών μορίων γίνονται αντιληπτές σαν μετατοπίσεις του μήκους κύματος εκεί που παρατηρείται το φαινόμενο της ενισχυτικής συμβολής. Οι μετατοπίσεις αυτές στο μήκος κύματος συμβαίνουν λόγω του σχηματισμού πρωτεϊνικού στρώματος είτε κατά τη διάρκεια της προσρόφησης των αντισωμάτων στο στερεό υπόστρωμα ή λόγω αλλαγής στο πάχος του πρωτεϊνικού στρώματος όταν τα συμπληρωματικά αντιγόνα δεσμεύονται από τα ήδη ακινητοποιημένα αντισώματα. Η προτεινόμενη μεθοδολογία εφαρμόστηκε για την παρακολούθηση σε πραγματικό χρόνο, χωρίς τη χρήση ιχνηθέτη της αντίδρασης μεταξύ των συμπληρωματικών μορίων βιοτίνης-στρεπταβιδίνης όπως επίσης και για την ανίχνευση της πρόσδεσης των αντιγόνων mouse IgG από ήδη ακινητοποιημένα αντισώματα anti-mouse IgG. Mouse IgG σε συγκεντρώσεις μικρότερες των 150 pM ανιχνεύτηκαν σε πολύ μικρούς χρόνους αντίδρασης (10 min). Ο οπτικός αισθητήρας είναι μια απλή, γρήγορη, χαμηλού κόστους διάταξη για την παρακολούθηση σε πραγματικό χρόνο των βιομοριακών αλληλεπιδράσεων που τον καθιστά κατάλληλο για διάφορες αναλυτικές εφαρμογές. / Label-free monitoring of biomolecular reactions in real-time is of great interest since it can provide direct results concerning binding kinetics and equilibrium constants. In this report, a method based on White Light Reflectance Spectroscopy (WLRS) is presented that is capable for real-time monitoring of biomolecular reactions taking place on a solid surface. The optical setup consists of a VIS–NIR light source connected through a bifurcated optical fiber to a PC-driven spectrophotometer. The outer part of the optical fibre guides the light vertically onto the surface where the biomolecular reactions occur. The reflected light is collected from the central part of the optical fibre and is directed to the spectrophotometer. The reactions take place on the top of a polymer covered silicon dioxide surface. A microfluidic module in combination with a micropump is used to supply the reagents in an adjustable rate. The reflectance signal is recorded in real-time. The biomolecular interactions are monitored as shifts of the wavelength where constructive interference is observed. These wavelength shifts correspond to biomolecular film thickness changes during either the adsorption of biomolecules onto the substrate or during biomolecule’s reaction with the immobilized counterpart molecules. The proposed methodology has been applied for real-time and label-free monitoring of streptavidin binding to surface-immobilised biotinylated protein as well as of mouse IgG onto immobilized anti-mouse IgG antibody. Mouse IgG at concentrations less than 150 pM were detected in short reaction times (10 min). The proposed reflectance spectroscopy sensor provides a simple, fast, low cost approach for label-free monitoring of biomolecular interactions thus making the developed sensor suitable for various analytical applications.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:upatras.gr/oai:nemertes:10889/3124 |
| Date | 07 June 2010 |
| Creators | Ζάβαλη, Μαρία-Δημητρούλα |
| Contributors | Κουτσούρης, Δημήτριος, Zavali, Maria-Dimitroula, Κουτσούρης, Δημήτριος, Νικήτα, Κωνσταντίνα, Μισιακός, Κωνστατίνος |
| Source Sets | University of Patras |
| Language | gr |
| Detected Language | Greek |
| Type | Thesis |
| Rights | 12 |
| Relation | Η ΒΥΠ διαθέτει αντίτυπο της διατριβής σε έντυπη μορφή στο βιβλιοστάσιο διδακτορικών διατριβών που βρίσκεται στο ισόγειο του κτιρίου της. |
Page generated in 0.0024 seconds