Selektivní vrstvy na površích nové generace biosensorů pro klinickou diagnostiku diabetu

Bc. Soňa Bretzová

Diplomová práce

Biosensors containing Selective Layers for improved Analysis of Diabetes Mellitus

Anotace:

Biosensory jsou v dnešní době díky své citlivosti, specifitě a finanční nenáročnosti perspektivní metodou, která umožňuje jak kvalitativní tak kvantitativní stanovení vzorku v řadě odvětví. Zejména pak glukosové biosensory nachází široké uplatnění v klinické analýze. Problémem je vliv interferenčních látek, které mohou falešně zvyšovat signál analytu. Tato diplomová práce se zabývá praktickým řešením eliminace účinku rušivých látek pomocí selektivně propustných vrstev imobilizovaných na povrchu biosensoru. Práce dále řeší problematiku omezené stability těchto vrstev v pracovních roztocích obsahujících detergent. Proto byla příprava selektivních vrstev založených na elektropolymerovaných derivátech anilinu a fenolu optimalizována zejména z hlediska dlouhodobé stability vrstvy. Výsledkem optimalizačních studií je platinová pracovní elektroda modifikovaná elektropolymerací monomerů m-diaminobenzenu, o-diaminobenzenu a resorcinolu při konstantním potenciálu +0,65 V vs Ag/AgCl. Nejstabilnější vrstvu tvořil m-diaminobenzen, což bylo ověřeno studií stability. Tento polymerní film eliminuje vliv interferenčních látek z 80 % a tuto stabilitu si zachovává po dobu 30 dní. Praktická část byla zpracována pomocí metod elektrochemie a piezoelektrického biosensoru (QCM); pro vizualizaci povrchu elektrody byl použit mikroskop atomárních sil (AFM).

Abstract:

Biosensors represent, due to their high sensitivity, specificity and low financial cost, promising analytical devices allowing qualitative as well as quantitative determination of various compounds in a broad spectrum of samples and matrices. Glucose sensor is the famous biosensor device and probably the most widely used analytical device in clinical analysis. Use of such sensor in a practical analysis is complicated by presence of interfering compounds in analyzed samples (blood, urine), which may falsely increase the signal of the analyte. Presented work is focused on synthesis and testing of selectively permeable layers immobilized on the biosensor surface. Such layers can eliminate the effect of interfering compounds. Additional experiments were focused on improvement of limited stability of these layers, especially in solutions containing detergents. Platinum working electrode was modified by electropolymerization of m-diaminobenzene, o-diaminobenzene or resorcinol at a potencial +0,65 V vs Ag/AgCl. The most stable layer was formed from m-diaminobenzene, which was verified by the stability studies. The biosensor eliminates influence of interfering substances in 80% and was found to be stable for 30 days. Electrochemical methods (amperometry, cyclic voltammetry) and quartz crystal microbalance (QCM) were employed in order to build the polymeric layers and to test their properties. Atomic force microscopy (AFM) was used to visualize surface of prepared selective layers.

Klíčová slova

biosensor, elektrochemie, selektivní vrstvy, glukosa oxidasa, diaminobenzen, resorcinol, diabetes mellitus, electrochemistry, selective layers, glucose oxidase, diaminobenzene

Jazyk práce: čeština

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 15. 5. 2013

Obhajoba závěrečné práce

• Obhajoba proběhla 6. 6. 2013
• Vedoucí: Mgr. Jan Přibyl, Ph.D.

Masarykova univerzita

Přírodovědecká fakulta

Magisterský studijní program / obor:
Biochemie / Biochemie