Měřící roztok pro elektrochemický biamperometrický imunosenzor

Bc. Daniel Žatko

Diplomová práce

Measuring solution for electrochemical biamperometric immunosensor

Anotace:

Imunosenzory hrají klíčovou roli v klinické diagnostice a léčbě tím, že detekují důležité látky v biologických vzorcích. Elektrochemické imunosenzory nabízejí rychlé stanovení, které je zvláště výhodné pro aplikace v místě péče. Spolehlivost a dostupnost komerčních imunosenzorů je však stále omezená. Tato práce navrhuje novou měřicí metodu pro imunosenzory založenou na elektrochemické detekci, přičemž jako modelový imunoanalytický systém využívá lidský sérový albumin (HSA) a příslušnou protilátku. Cílem je optimalizovat účinnost biosenzoru pomocí originálního měřicího elektrolytu. Změny v modifikaci vrstev biosenzoru a vliv této interakce mezi měřicím roztokem a elektrodou byly zkoumány s využitím elektrochemické impedanční spektroskopie (EIS) a optické mikroskopie. Byla provedena optimalizace různých parametrů, což prokázalo potenciál metody v reálných podmínkách, jako je neředěné sérum. Nakonec byla srovnána specifická detekce analytu v imunoanalýze s negativními kontrolami, což poskytuje důkaz, že navrhovaný přístup funguje správně. Tato práce přispívá k rozvoji technologie elektrochemických imunosenzorů s možností, aby se tento nový koncept monitorování imunoreakce stal univerzálním přístupem pro diagnostiku nemocí.

Abstract:

Immunosensors play a crucial role in clinical diagnosis and subsequent treatment by detecting vital substances in biological samples. Among them, electrochemical immunosensors offer rapid detection, which is particularly beneficial for point-of-care applications. However, the reliability and availability of commercial immunosensors remain limited. This thesis proposes a novel measuring solution for immunosensors with electrochemical detection, utilizing human serum albumin (HSA) and its corresponding anti-HSA antibody as a model immunoassay system. The aim is to optimize biosensing efficiency using a unique measuring electrolyte. Through electrochemical impedance spectroscopy (EIS) and optical microscopy, variations in biosensor modification layers and the effects of the interaction of this measuring solution with the underlying electrode were investigated. Optimization of assay involving different parameters was conducted, demonstrating the diagnostic potential in real-like conditions such as undiluted serum. Finally, specific sensing of analyte in the immunoassay was demonstrated and compared to negative controls, providing insights that the proposed approach works correctly. This thesis contributes to the advancement of electrochemical immunosensor technology, with the desire for this new concept of monitoring immunoreaction to be the universal device for disease diagnosis.

Keywords

imunosenzor, nanočastice, elektrochemická impedance, protiláka, ferro/ferrikyanid, immunosensor, nanoparticles, electrochemical impedance, antibody, ferro/ferricyanide

Jazyk práce: angličtina

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 16. 5. 2024

Obhajoba závěrečné práce

• Obhajoba proběhla 20. 6. 2024
• Vedoucí: Mgr. Karel Lacina, Ph.D.
• Oponent: Mgr. Ludmila Moráňová, Ph.D.

Masarykova univerzita

Přírodovědecká fakulta

Magisterský studijní program / obor:
Biochemie / Biochemie