Mérések ellipszométerrel - Fehérjerétegek vizsgálata

Készítette: Kozák Olívia Krisztina

Tanár: Dvorák Cecília

Témavezetők: Németh Andrea és Fodor Bálint

MTA-MFA Nyári Iskola2011. június 27 - július 1.

Budapest

Áttekintés Bioszenzorikai fejlesztés (pl. vércukorszintmérő) Mérési előkészületek a biolaborban Ellipszométer működésének megértése és használatának

elsajátítása Mérés során fehérjerétegek leválasztása Fehérjeréteg optikai minősítése és jellemzése az

ellipszometriai kiértékelés alapján

Mi az a bioszenzor? bioszenzor = felismerő elem + jelátvivő egység Felismerő elemek felületi adszorpciója Célmolekulák szelektív, nagy érzékenységű megkötése

J. P. Chambers et al. Curr. Issues Mol. Biol. 10: 1–12 (2008).

FehérjékFIBRINOGÉN Plazmafehérje Véralvadásban van

szerepe Májban és a

csontvelőben képződik

FLAGELLÁRIS FILAMENTUM Bakteriális flagellum sejten

kívüli része (~ 5-10 µm) Több tízezer flagellin

monomer Specifikus ligandum (As, Ni)

megkötésére alkalmazható

Spektroszkópiai Ellipszometria (SE) Optikai felületvizsgálati módszer Reflexió során bekövetkező

polarizációváltozás mérése SE spektrum: Psi(λ) és Delta(λ)

Indirekt eljárás => optikai modellek megalkotása

Érintés- és roncsolásmentes Időbeli változások nyomon követése a hordozó felületén Nanométeres érzékenység, nagy pontosság Mindezt 1 másodperc alatt!

Mérés

+2 nm

Térfogat 200 μlBeesési szög 75°

Ablakok

átmérője4 mm

Mintaméret

(O-gyűrű)27x7 mm2

Áramlási

sebesség0,5 ml/perc alatt

Folyadékcella

Lépésről lépésre… Minták előkészítése:

Szubsztrát tisztítása (H2O2:H2SO4=1:3)

PBS (pufferoldat) készítése Fehérjeoldat (c ~ 0,2 mg/ml)

Mérés: Spektrum felvétele

1. Hordozó: Si + SiO2

2. + Folyadékcella (ablak korrekció)

3. + Puffer

Folyamat közben (in situ) mérés1. Alapvonal (puffer)

2. Fehérje adszorpció

3. Pufferes mosás

Felülettérképezés

Puffer közeg

Fehérjeréteg

SiO2

Szubsztrát (Si)

Mérési eredmények

dcdn

nnd közegAA

/

Optikai modell + de Feijter formula:

42

CBAn

Adszorpciós görbék

0

0,05

0,1

0,15

0,2

0,25

0,3

0,35

0,4

0 20 40 60 80 100

t (perc)

An

ya

gm

en

ny

isé

g (

mik

rog

/cm

^2

)

Fibrinogén

Adszorpciós görbe

0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0 20 40 60 80 100

t (perc)

An

yag

men

nyis

ég

(m

ikro

g/c

m^

2)

Flagelláris filamentum

Térképezés

Flagelláris filamentum leszárított mintán:Si hordozó + termikus oxid:

[nm]

Fibrinogén leszárított mintán:

Gumigyűrű helye

[Delta]

Mérési pontok:

[nm]

ÖsszefoglalásAlapkutatás

Orvosi alkalmazások

Kutatás menetének megismerése

Középiskolai ismeretek (optika, hullámtan, fehérjék…) egészen új, és gyakorlati oldalú megközelítése, bővítése

Új mérési eljárás elsajátítása

Gyakorlatok egy laborban

Megismerkedés új emberekkel

Köszönetnyílvánítás: Hálás vagyok a lehetőségért és köszönöm szépen mindazoknak, akik

segítettek, támogattak! Szüleimnek Fizikatanáromnak, Dvorák Ceciliának A szervezőnek, pártfogónknak, Daróczi Csabának Témavezetőmnek, Németh Andreának és Fodor Bálintnak A Fotonika Osztály munkatársainak; Fried Miklós, Patkós Dániel, Kurunczi

Sándor, Horváth Róbert, Petrik Péter, Lohner Tivadar

Köszönöm a figyelmet!