Elektrochemické senzory a biosenzory pro rychlou identifikaci virů
Téma již má řešitele.- Řešitel
- Natálie Kostková - Střední průmyslová škola chemická Brno, Vranovská, příspěvková organizace
- Instituce
- Masarykova univerzita
- Další údaje o pracovišti
- Oddělení výzkumu a vývoje, Biology Park, Brno-Bohunice
- Lektoři
- René Kizek
Viry představují hrozbu v podobě nebezpečných onemocnění, ať už u člověka nebo i živočichů. Řada virů je velmi nebezpečných a vyvolává epidemie a pandemie. Mezi takovou skupinu virů patří viry chřipky, eboly i SARS. Je známo několik různých přístupů pro detekci přítomnosti virové nukleové kyseliny. Jednoduchý přímý důkaz přítomnosti daného viru je dostupným technologiím roku 2020 prakticky nemožná. Nejčastější metodou detekce přítomnosti viru je PCR. Senzitivita a selektivita metody je velmi dobrá a k analýze je třeba malé množství vzorku. Primární podmínkou pro použití PCR je izolace nukleové kyseliny, která představuje největší zdroj nejistoty a případných chyb. Následná amplifikace nukleové kyseliny se v přesně definovaných vzorcích pohybuje v jednotkách kopií. Metody přímé detekce se pokouší obejít nutnost izolace nukleové kyseliny a amplifikace (enzymy, podmínky, nemožnost využití v polních podmínkách apod.). Nanotechnologie otevírají nové možnosti jak tyto otázky řešit. Různé typy magnetických částic po úpravách povrchu umožní rychlé a selektivní zachycení hledaného analytu. Nanočástice mohou vázat nukleovou kyselinu přímo, nebo za využití různých typů protilátek a nukleových kyselin (apatmerů). Kromě toho jde o multiplexing detection, kde je cílem potvrzení analytu za využití několika rozdílných signálů, případně metod.
Cílem práce je připravit komplex superparamagnetické nanočástice oxidu železitého s navázanými zlatými nanočásticemi na povrchu. Navržený systém dále využít pro elektrochemickou identifikaci nukleové kyseliny.
Pracovní harmonogram: a) seznámení s problematikou, studium literatury, příprava krátké rešerše (duben 2021); b) návrh a provedení experimentu příprava nanočástic a vyhodnocení získaných dat (květen 2021); c) návrh a příprava experimentu zaměřeného na analýzu viru SARS apod.na SPION a vyhodnocení získaných dat (červen, červenec 2021); d) návrh a provedení experimentu vazba různých typů nanočástic na hybridizační sondu, vyhodnocení získaných dat (srpen, září 2021); e) návrh a provedení experimentu vazba označené sondy na komplex oligonukleotid/SPION, vyhodnocení získaných dat (říjen, listopad 2021); h) prezentace výsledků na vhodné konferenci (listopad 2021); i) sumarizace dat a psaní práce (prosinec 2021, leden 2022); j) odevzdání práce (únor 2022).
1. Rasheed, P.A.; Sandhyarani, N. Electrochemical DNA sensors based on the use of gold nanoparticles: a review on recent developments. Microchimica Acta 2017, 184, 981-1000, doi:10.1007/s00604-017-2143-1.