immobilizacja aminokwasów i peptydów na „platformach...
TRANSCRIPT
Zadanie 19. Opracowanie podstaw budowy sensora przeciwciaZadanie 19. Opracowanie podstaw budowy sensora przeciwciałł na bazie powierzchni GaN i ZnO na bazie powierzchni GaN i ZnO
modyfikowanych peptydamimodyfikowanych peptydami..Immobilizacja aminokwasów i
peptydów na „platformachsersowskich ”
Agnieszka Kami ńska, Sylwester Gawinkowski,Tomasz Roli ński, Jacek Waluk, Robert Hołyst
27 styczeń, 2011
InstytutChemii
FizycznejPAN
SEMINARIUM W RAMACH PROJEKTU „Kwantowe nanostruktury półprzewodnikowe do zastosowań w biologii i medycynie - Rozwój i komercjalizacja nowej generacji urządzeń diagnostyki molekularnej opartych o nowe polskie przyrządy półprzewodnikowe
PD
F C
reated with deskP
DF
PD
F W
riter - Trial :: http://w
ww
.docudesk.com
This antigen is a protein
Antibodies contact epitopes or antigenic determinants
*The epitope is small (~6 amino acids or ~6
sugars) or a small part of a larger antigen.
Antigen-Antibody interaction
epitopeantibody
epitopeantibody
Sers platform
SERS spectrum – detects specific antibody-antigen binding event
Laser excitation
PD
F C
reated with deskP
DF
PD
F W
riter - Trial :: http://w
ww
.docudesk.com
Immunologic testsImmunologic tests
1. Agglutination reactions - simple ,inexpensive, but sensitive!
2. Radioimmunoassay- measures “competitive binding” of radiolabelled Ag + unlabelled (test) Ag to high affinity Ab
3.Immunoelectrophoresis- incorp electrophoresis w/ double diffusion
4. Western Blotting - used to id specific proteins in mixtures
5. Immunofluorescence -provides a quick method for the id of pathogens and lymphocytes
6. Immunoprecipitation -binds Ab to synthetic bead support � centrifuged
7. ELISA tests - dep on enzyme conugated to 2 Ab reacting with a specific substrate to produce a color rxn.
8. Immuno-Raman- sensitive test for Ag/Ab interaction
Typical Sensing Techniques for Biosensors�Fluorescence
�DNA Microarray
�SPR Surface plasmon resonance
�Impedance spectroscopy
�QCM (Quartz crystal microbalance)
�SERS Surface Enhanced Raman Spectroscopy
�Electrochemical
PD
F C
reated with deskP
DF
PD
F W
riter - Trial :: http://w
ww
.docudesk.com
Immobilization of biomolecules
Long time -Covalent bonding
Short time -Physical adsorption
SAMs of Cysteamine!!!
PD
F C
reated with deskP
DF
PD
F W
riter - Trial :: http://w
ww
.docudesk.com
Ele
ctro
stat
ic a
dsor
ptio
nC
lick
chem
istr
y
PDF Created with deskPDF PDF Writer - Trial :: http://www.docudesk.com
By
carb
ohyd
rate
Via
am
ine
grou
p
PDF Created with deskPDF PDF Writer - Trial :: http://www.docudesk.com
Modele konformacyjne cysteaminy (2-aminoetanotiol) a) forma trans i b) forma gauche
Monowarstwa łącznikowa
Struktura monowarstw cysteaminy zaleŜy od:
- rodzaju podłoŜa
-stęŜenia roztworu z którego zachodzi adsorpcja
- czasu adsorpcji
-wartości pH
- wpływ elektrolitów obecnych w roztworze adsorpcyjnym
( A. Michota, A. Kudelski, J. Bukowska, Langmuir, 2000).
PD
F C
reated with deskP
DF
PD
F W
riter - Trial :: http://w
ww
.docudesk.com
� Wpływ stęŜenia cysteaminy w roztworze, z którego następuje adsorpcja
Monowarsty cysteaminy
Widma SERS monowrastwy cysteaminy zaadsorbowanej na powierzchni GaN/Au z roztworów etanolowych o stęŜeniu: (a)5mM, (b) 15mM i (c) 25mM; czas adsorpcji 30 min.
PD
F C
reated with deskP
DF
PD
F W
riter - Trial :: http://w
ww
.docudesk.com
Schemat reakcji sprzęgania grup karboksylowych z grupami aminowymi z wykorzystaniem „chemii EDC/NHS
Immobilizacja protein
PD
F C
reated with deskP
DF
PD
F W
riter - Trial :: http://w
ww
.docudesk.com
Napylarka Typ K550X-wysokorozdzielcza, stolik obrotowy, magnetyczna głowica magnetronowa do „zimnego” napylania prób
ZnO based SERS-active platform (CVD- chemical vapor deposition)
Piec laboratoryjny, maksymalna temperatura pracy 15000C, długośćcałkowita pieca 1200mm, osmio segmentowy program temperatury.
PD
F C
reated with deskP
DF
PD
F W
riter - Trial :: http://w
ww
.docudesk.com
Nanowires as SERS-active substrates
Rys. JACS 128,2200 (2006) p ęczki nanodrutów do wzmacniania Ramana
Rys. przypadkowa morfologia nanodrutów Prokes et al 2007NRL Review
PD
F C
reated with deskP
DF
PD
F W
riter - Trial :: http://w
ww
.docudesk.com
FIGURE 1. Schematics of the fabrication procedures for the 3Dhierarchical SERS substrate, which is ordered Si/ZnO nanotreesdecorated by silver nanoparticles.
Si/ZnO based SERS platformPD
F C
reated with deskP
DF
PD
F W
riter - Trial :: http://w
ww
.docudesk.com
Ram
an s
pect
ra o
f am
ino
acid
s an
d di
pept
ides
PDF Created with deskPDF PDF Writer - Trial :: http://www.docudesk.com
Figure. A solution of silver nanoparticles flows towards a 514nm laser for Ramanspectroscopy. The nanoparticles aggregate around molecules adsorbed from the nearbyatmosphere, causing electromagnetic amplification of the Raman signal.
Figure Schematic representation of an integrated SERS-CD platform for biomolecule detection.(a) A SERS spectroscopy and a SERS-CD platform. (reservoirs for activating chemicals (A), cells (B),media (C), and vent (D)) (b) Cell trapping schematics comparing cells before trapping (left) after trapping(right). (C) Sample concentrating cycle: secreted molecules are delivered (left), absorbed (center) andthen accumulated on a SERS probe (right), which results in molecule concentrating.
SERS microfluidic sensor
PD
F C
reated with deskP
DF
PD
F W
riter - Trial :: http://w
ww
.docudesk.com
Antigen- Blocking peptide interaction
blocking peptide (Akt(pan)) + mAb
blocking peptide (Akt(pan))
PD
F C
reated with deskP
DF
PD
F W
riter - Trial :: http://w
ww
.docudesk.com
Podsumowanie
Plany
� Optymalizacja metod otrzymywania aktywnych powierzchni sersowskich
� Opracowanie platformy sersowskiej bazującej na ZnO� Skompletowanie bazy widm ramanowskich aminowkasów (próbki
stałe i ich roztwory na czterech róŜnych liniach wzbudzających –opracowanie baz danych)
� Pomiary widm SERS aminokwasów na aktywnych platformach sersowskich
� Pomiary ramanowskie homo- i heterodipeptydów� Modyfikacja platform sersowskich wybranymi peptydami
blokującymi i analiza zmianw widmach ramanowskich indukowanych tworzeniem się kompleksów peptyd blokujacy (epitop) – przeciwciało - kompletwanie bazy widm ramanowskich
� Zintegrowanie chipu polipeptydowego z układem mikroprzepływowym
PD
F C
reated with deskP
DF
PD
F W
riter - Trial :: http://w
ww
.docudesk.com