Elektrochemický biosenzor pro detekci nukleových kyselin založený na biamperometrickém přístupu

Bc. Klára Ženožičková

Diplomová práce

Electrochemical biosensor for detection of nucleic acids based on biamperometric approach

Anotace:

Tato diplomová práce se zabývá vývojem elektrochemického biosenzoru pro detekci specifických sekvencí nukleových kyselin. Hlavním cílem bylo imobilizovat DNA na povrch měřicích elektrod a následně sledovat elektrochemickou odezvu v přítom-nosti či nepřítomnosti DNA. Dále bylo cílem detekovat hybridizaci s komplementár-ní sekvencí. K detekci byla použita metoda elektrochemické impedanční spektros-kopie a k vyhodnocení bylo provedeno srovnáním hodnot Rct. Jako nejúčinnější se ukázala modifikace elektrod pomocí poly-L-lysinu s následnou aplikací DNA při labo-ratorní teplotě, přičemž měření bylo provedeno při 60 °C v temperovaném roztoku ferro/ferrokyanidu. Úspěšná hybridizace DNA byla potvrzena jak změnami v elektro-chemickém signálu, tak vizualizací pomocí mikroskopie atomárních sil a rovněž ově-řena metodou qPCR. Výsledky práce přispívají k rozvoji biosenzorických technologií a naznačují možnost budoucí aplikace v oblasti point-of-care testování.

Abstract:

This thesis focuses on the development of an electrochemical biosensor for the de-tection of specific nucleic acid sequences. The main goal was to immobilize DNA onto the surface of measuring electrodes and subsequently monitor the electrochemical response in the presence or absence of DNA. Another aim was to detect hybridiza-tion with a complementary sequence. Electrochemical impedance spectroscopy was used for detection, and evaluation was performed by comparing the Rct values. The most effective approach was electrode modification using poly-L-lysine, followed by DNA application at room temperature, with measurements at 60 °C in a tempered ferro/ferricyanide solution. Successful DNA hybridization was confirmed by changes in the electrochemical signal, visualized using atomic force microscopy, and further verified by qPCR. The results contribute to the advancement of biosensor technolo-gies and indicate potential for future application in point-of-care testing.

Klíčová slova

Biosenzor, Elektroda, DNA, Hybridizace, Elektrochemická impedanční spektroskopie, AFM, qPCR, Biosensor, Electrode, Hybridization, Electrochemical impedance spectroscopy

Jazyk práce: čeština

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 15. 5. 2025

Obhajoba závěrečné práce

• Obhajoba proběhla 16. 6. 2025
• Vedoucí: Mgr. Karel Lacina, Ph.D.
• Oponent: doc. Mgr. Zdeněk Farka, Ph.D.

Masarykova univerzita

Přírodovědecká fakulta

Magisterský studijní program / obor:
Biochemie / Biochemie