Mikrocseppentésen alapuló immobilizációs eljárás fejlesztése nagy hibridizációs hatékonyságú peptid-nukleinsav biochipek előállítására

Simon László Ferenc, MSc I. évfolyam

Témavezető: Dr. Gyurcsányi E. Róbert egyetemi docens

BME Szervetlen és Analitikai Kémia Tanszék

MTA-BME „Lendület” Kémiai Nanoérzékelők Kutatócsoport

Konzulens: Dr. Lautner Gergely egyetemi tanársegéd, posztdoktor

BME Szervetlen és Analitikai Kémia Tanszék

Napjainkban egyre nő az igény a különböző biomarkerek felismerésére alkalmas szelektív receptorok iránt, illetve a célmolekulák kötődési kinetikájának meghatározására és optimálására a későbbi bioanalitikai alkalmazásuk érdekében. Ezen a téren csoportunk egy újfajta biomarker-család tagjai, az ún. mikroRNS molekulák szelektív felismerésére alkalmas receptorok és érzékelő fejlesztését tűzte ki célul. A mikroRNS molekulák rendkívül kis koncentrációban kerülnek a keringésbe, ezért meghatározásuk nagy affinitású receptorokat igényel, amely célra a természetes oligonukleotid felismerő szálak nem minden esetben alkalmasak.

Kutatómunkám során ezért szintetikus oligonukleotid analógok, nevezetesen

peptid-nukleinsav (PNS) felismerő szálak hibridizációs tulajdonságait vizsgáltam képalkotó felületi plazmon-rezonanciás módszerrel (iSPR – imaging Surface Plasmon Resonance) planáris arany felületen. A PNS felismerő szálak esetében a bázisok egy peptid láncon helyezkednek el, amely egyrészt rendkívüli biokémiai stabilitást eredményez, másrészt a foszfát csoportok kiiktatása miatt nem rendelkeznek negatív töltésekkel, amely elektrosztatikus taszítás által a természetes nukleinsav felismerő szálak esetében gyengíti a hibridizált szálak közötti kölcsönhatást. Ugyanakkor a PNS szálak hibridizációs hatékonyságát sok esetben csökkenti, hogy nem specifikusan is erősen adszorbeálódnak arany felületre, ami a felületi sűrűségük és az immobilizálás körülményeinek hosszas optimálását igényli. Ennek a problémának a megoldására egy újfajta immobilizációs technikát fejlesztettünk ki, miszerint a PNS szálat a vele komplementer szekvenciájú DNS szállal előhibridizált formában immobilizáljuk egy tiol-csoporton keresztül az aranyozott planáris SPR-biochip felületére. A módszernek köszönhetően a szelektív felismeréshez legalkalmasabb felületi receptor-sűrűség önszerveződéssel alakul ki, így jelentősen növelhető a felismerő szál hibridizációs hatékonysága, és javítható a mikroRNS-ek kimutatási határa. Meghatározható a felismerő szál felületi receptor-sűrűsége és a hibridizáció során elérhető maximális törésmutató változás (Rmax) értéke, így az eddigieknél nagyobb pontossággal számíthatóak ki a kinetikát leíró sebességi együtthatók, és a disszociációs egyensúlyi állandó értéke is. Az immobilizációs technika optimálását követően megvizsgáltam egy újfajta, ún. fordított– kinetikai módszer alkalmazhatóságát az egyensúlyi paraméterek meghatározására.

szerző

Simon László Ferenc
vegyészmérnöki
nappali

konzulensek

Dr. Gyurcsányi Róbert
egyetemi docens, (külső)
Dr. Lautner Gergely
, (külső)

helyezés

I. helyezett