Využití foton-upkonverzních nanočástic v imunostanoveních

Bc. Eliška Odstrčilíková

Bachelor's thesis

Application of photon-upconversion nanoparticles in immunoassays

Abstract:

Tato bakalářská práce se zabývá využitím foton-upkonverzních nanočástic jako citlivé značky pro imunostanovení. Byly testovány různé druhy upkonverzních konjugátů (založených na polyethylenglykolovém linkeru a streptavidinu) s využitím modelového imunostanovení s konjugátem hovězího sérového albuminu a biotinu. U nejvhodnějšího konjugátu byla dále provedena charakterizace jeho fyzikálních parametrů pomocí metod transmisní elektronové mikroskopie (TEM), dynamického rozptylu světla (DLS) a analýzy trajektorie nanočástic (NTA – „nanoparticle tracking analysis“). Poté bylo s konjugátem provedeno upkonverzní imunostanovení (ULISA – „upconversion-linked immunosorbent assay“) pro detekci lidského sérového albuminu, které bylo porovnáno s klasickými imunochemickými metodami. Limit detekce pro upkonverzní imunostanovení dosáhl nejlepšího limitu detekce (0,17 ng/ml) v porovnání s limitem detekce pro stanovení ELISA (0,56 ng/ml) a FIA (0,59 ng/ml). Nakonec byl s využitím upkonverzního konjugátu připraven a otestován imunotest na bázi laterálního toku (LFIA – „lateral flow immunoassay“), kdy se jako ideální ukázalo použití nitrocelulózové membrány s 5µm póry.

Abstract:

This bachelor thesis examines the application of photon-upconversion nanoparticles as sensitive label in imunnoassays. Various types of upconversion conjugates (based on polyethylenglycol linker and streptavidin) were tested in a model imunnoassay with bovine serum albumin and biotin conjugate. Physical parameters of the most suitable conjugate were further characterized by transmission electron microscopy (TEM), dynamic light scattering (DLS), and nanoparticle tracking analysis (NTA). The conjugate was applied in an upconversion-linked immunosorbent assay (ULISA) for human serum albumin detection. The results were compared with conventional imunochemical methods. Upconversion labels achieved the lowest limit of detection (LOD) of 0.17 ng/ml, which was superior compared to an enzyme-linked immunoassay (LOD 0.56 ng/ml) and a fluorescence immunoassay (LOD 0.59 ng/ml). Finally, the lateral flow imunnoassay (LFIA) based on upconversion conjugate was assembled and tested. The optimal results were achieved using nitrocellulose membrane with 5-µm pores.

Keywords

foton-upkonverzní nanočástice, UCNPs, imunostanovení, ELISA, ULISA, lidský sérový albumin, LFIA, photon-upconversion nanoparticles, immunoassay, human serum albumin

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 1. 6. 2020

Thesis defence

• Date of defence: 15. 7. 2020
• Supervisor: Mgr. Zdeněk Farka, Ph.D.
• Reader: doc. RNDr. Petr Skládal, CSc.

Masaryk University

Faculty of Science

Bachelor programme / field:
Biochemistry / Biochemistry