E. coli baktériumok detektálása, polimerrel és antitestekkel bevont szenzorfelületeken OWLS bioszenzorral

A baktériumok kimutatása különböző oldatokban, folyadékokban fontos mind az élelmiszeripar, mind az egészségügy szempontjából. Erre az optikai hullámvezető fénymodus spektroszkópia, avagy angolul Optical Waveguide Lightmode Spectroscopy (OWLS) egy elterjedt jelölésmentes módszer, amely a fehérjék felületi kitapadásának valós idejű mérésére használható. Az érzékelés, a felület síkjában terjedő fény fázisának eltolódásán alapul. Előnye, hogy segítségével a kitapadt réteg három tulajdonsága, a felületarányos tömeg, a vastagság és a törésmutató is egyszerre határozható meg. [1]

Az OWLS technika kiaknázható baktériumok felülethez történő kitapadásainak tanulmányozásában, viszont a baktériumok szelektív méréséhez megfelelő felületkémia létrehozása szükséges a chip felületén (pl.: polimerrel), amelyhez a baktérium specifikus antitestek rögzíthetőek. Az antitestek szempontjából kritikus az antitest adott baktérium törzsre mutatott érzékenysége és szelektivitása. Nagyon fontos szempont továbbá, hogy minimálisan még mekkora baktérium koncentrációnál kapunk detektálható jelet (a detektálási limit). A polimer réteg felvitele során kritikus a megfelelő felületi vastagság, illetve az alacsony felületi érdesség elérése.

Kutatómunkám fő célja, hogy baktérium oldatokkal végzett kísérletekkel megtaláljam az OWLS mérésekben legjobban teljesítő E. coli specifikus antitestet. Fontos cél volt továbbá meghatározni azt a minimális baktérium koncentrációt, amelynél még detektálható az E. Coli jelenléte a vizsgált mintákban. Célkitűzés volt még hatékony blokkoló anyagok kiválasztása a nem specifikus kötések kiküszöbölésére. Továbbá, a fejlesztett műszer működőképességének modellezéséhez egy polimer nanoréteg felviteli eljárásának optimalizálását is elvégeztem, amivel biztosítani lehet 20-30 nm rétegvastagságot, és maximum pár tíz nanométeres felületi érdességet.

[1] Asif Ahmed, Jo V. Rushworth, Natalie A. Hirst, Paul A. Millner, „Biosensors for Whole-Cell Bacterial Detection,” Clinical Microbiology Reviews, pp. 631-633, 2014.

szerző

• 
  Tarr Robert Daniel
  Villamosmérnöki szak, mesterképzés
  mesterképzés (MA/MSc)

konzulensek

• 
  Farkas Enikő
  tudományos segédmunkatárs, EK MFA (külső)
• 
  Dr. Bonyár Attila
  Egyetemi docens, Elektronikai Technológia Tanszék
• 
  Dr. Horváth Róbert
  tudományos főmunkatárs, laborvezető, ELKH EK MFA Nanobioszenzorika Laboratórium (külső)