Vliv chemické modifikace DNA vybranými elektrochemicky aktivními skupinami na její interakce s nabitými povrchy elektrod

Bc. Vojtěch Němec

Master's thesis

Effects of chemical modification of DNA with electroactive moieties on its interactions with charged surfaces of electrodes

Abstract:

DNA je sama o sobě elektroaktivní, její značení redox-aktivními modifikacemi může nicméně poskytnout zvýšenou citlivost a specifitu při její elektrochemické analýze. V této diplomové práci bylo zkoumáno chování dvou typů modifikací obsahujících elektroaktivní nitroskupinu na povrchu visící rtuťové kapkové elektrody (HMDE) a byla provedena jejich inkorporace do DNA metodou primer extension (PEX). Produkty PEX reakce byly zkoumány pomocí adsorptivní přenosové rozpouštěcí voltametrie (AdTSV). V potenciálovém rozsahu 0,15 V až -1,4 V bylo pozorováno několik voltametrických signálů souvisejících právě s nitroskupinou, včetně nového, dříve nepozorovaného reversibilního procesu. Výsledky zde prezentované naznačují, že tyto modifikace jsou potenciálně vhodné pro bioanalytické aplikace, jelikož produkují specifické signály poskytující dobře vyvinuté píky v potenciálovém oknu běžně používaných elektrod.

Abstract:

DNA possesses an intrinsic electroactivity, nevertheless, labelling with redox active modifications can provide enhanced sensitivity and specificity for its electrochemical analysis. In this thesis, behaviour of two types of modifications containing an electroactive nitro group, on the surface of hanging mercury drop electrode (HMDE) was investigated by cyclic voltammetry and their incorporation into DNA performed using enzymatic primer extension (PEX). The products of PEX reaction were studied by adsorptive transfer stripping voltammetry (AdTSV). Several voltammetric electrode processes related to the nitro group were observed in the potential range of 0.15 V to -1.4 V, including a new previously unreported reversible process. The results presented herein suggest that there is a potential employment of these modifications in bioanalytical applications as they produce specific well-developed signals in the potential window of commonly used electrodes.

Keywords

Modifikace DNA, adsorptivní přenosová rozpouštěcí voltametrie, elektrochemie nukleových kyselin, cyklická voltametrie, prodloužení primeru, PCR, terminální transferáza, DNA modification, Adsorptive transfer stripping voltammetry, nucleic acid electrochemistry, cyclic voltammetry, primer extension, terminal transferase

Language used: English

Date on which the thesis was submitted / produced: 5. 1. 2022

Thesis defence

• Date of defence: 11. 2. 2022
• Supervisor: doc. RNDr. Miroslav Fojta, CSc.
• Reader: doc. RNDr. Karolina Schwarzová, Ph.D.

Masaryk University

Faculty of Science

Master programme / field:
Biochemistry / Genomics and Proteomics