Využití kapilární elektroforézy v analýze biomarkerů

Mgr. Pavol Ďurč, Ph.D.

Doctoral thesis

Capillary electrophoresis in analysis of biomarkers.

Anotácia:

Předložená dizertační práce se zabývá vývojem kapilárně elektroforetických (CE) metod pro analýzu různých biomarkerů ve vzorcích potu a krevní plazmy, použitelných pro lékařskou diagnostiku. První část dizertační práce je věnována vývoji jednoduché a levné metody nazvané test stěrem pokožky (SWT), kterou lze použít při diagnostice cystické fibrózy (CF). SWT spočívá v odběru vzorku potu stěrem pokožky vatovou tyčinkou. Následně se pomocí CE s bezkontaktní vodivostní detekcí provede analýza více iontů ve vzorcích extraktu potu odebraných stěrem pokožky. Pro rozlišení pacientů s CF od zdravých kontrol jsou použity poměry iontů přítomných v těchto vzorcích. Také je prezentováno hodnocení vhodnosti vyvinutého SWT. Další část práce se zabývá vývojem jednoduchého a rychlého zařízení pro separaci krevní plazmy, které umožňuje připravit krevní plazmu potřebnou pro analýzu pouze z jedné kapky krve. Toto membránové zařízení pro separaci krevní plazmy je velmi rychlé (příprava krevní plazmy za méně než 10 s) a funguje bez použití externího zdroje energie, takže je vhodné taky pro použití v point-of-care testovaní. Prezentovaná je také aplikace vyvinutého zařízení pro přípravu vzorku krevní plazmy z kapky krve pro analýzu metabolitů toxických alkoholů, methanolu (kyselina mravenčí) a ethylenglykolu (kyselina glykolová a šťavelová) pomocí CE-C4D.

Abstract:

This dissertation thesis deals with the development of capillary electrophoretic (CE) methods for the analysis of various biomarkers in sweat and blood plasma samples, applicable to medical diagnosis. The first part of the thesis is devoted to the development of a simple and cheap method, called skin wipe test (SWT), which can be used in the diagnosis of cystic fibrosis (CF). SWT consists of sweat sampling by wiping the skin by a cotton swab. Subsequently, CE with contactless conductivity detection is used for the multi-ion analysis of the extract of the skin wipe sweat sample. To distinguish CF patients from healthy controls, ratios of ions present in these samples are used. An assessment of the performance of the developed SWT is also presented. The second part of the thesis deals with the development of a simple and rapid blood plasma separation device, which allows the preparation of blood plasma needed for further analysis only from a drop of blood. This membrane-based blood plasma separation device provides very rapid plasma separation (less than 10s) and works without the use of an external source of power, making the device suitable in point-of-care testing. The application of the developed device for the preparation of blood plasma from a drop of blood, used for the analysis of metabolites of toxic alcohols, methanol (formic acid) and ethylene glycol (glycolic and oxalic acid) by CE-C4D is also presented.

Keywords

capillary electrophoresis, contactless conductivity detection, biomarkers, skin wipe, cystic fibrosis, blood plasma, sweat, kapilární elektroforéza, bezkontaktní vodivostní detekce, biomarkery, stěr pokožky, cystická fibróza, krevní plazma, pot

Jazyk práce: English

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 4. 5. 2020

Obhajoba závěrečné práce

• Obhajoba proběhla 23. 6. 2020
• Vedúci: doc. RNDr. Petr Kubáň, Ph.D.
• Oponent: doc. RNDr. Bc. Jiří Pazourek, Ph.D., doc. RNDr. Jan Petr, Ph.D., doc. RNDr. Karel Šlais, DrSc.

Masaryk University

Faculty of Science

Doctoral programme / odbor:
Chemistry / Analytical Chemistry