Molecular Biosensors for medical diagnostics (MBx)
Download
1 / 17

Groepsleden Staff Leo van IJzendoorn Arthur de Jong - PowerPoint PPT Presentation


  • 138 Views
  • Uploaded on

Molecular Biosensors for medical diagnostics (MBx). Groepsleden Staff Leo van IJzendoorn Arthur de Jong Menno Prins (DHL, Philips Research) Postdoc Asha Jacob AIO’s Francis Fahrni Xander Janssen Loes van Zijp Kim van Ommering (Philips)

loader
I am the owner, or an agent authorized to act on behalf of the owner, of the copyrighted work described.
capcha
Download Presentation

PowerPoint Slideshow about ' Groepsleden Staff Leo van IJzendoorn Arthur de Jong' - conley


An Image/Link below is provided (as is) to download presentation

Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author.While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server.


- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Presentation Transcript

Molecular Biosensors for medical diagnostics (MBx)

Groepsleden

Staff Leo van IJzendoorn

Arthur de Jong

Menno Prins (DHL, Philips Research)

Postdoc Asha Jacob

AIO’s Francis Fahrni

Xander Janssen

Loes van Zijp

Kim van Ommering (Philips)

Andrea Ranzoni (Philips)

F-vleugel 1e verdieping

+ 5-10 studenten

Master Track: Fysische Instrumentatie & Medische Fysica


  • Inhoud

  • Voorbeeld van een biosensor: de glucose sensor

    • ………..principes, voordelen, beperkingen

  • Immunologie is essentieel voor biosensing

  • Magnetische labels

  • Voorbeelden stages: Single molecule biophysics


  • Voorbeeld van een biosensor:

    de glucosemeter voor diabetici

    wegwerp

    strip

    • een druppel bloed

    • (microliter)

    • analyse resultaat na 5 seconden beschikbaar !

    • Enorme vooruitgang voor patiënten

    • (sinds 1999 vergoed door ziektekostenverzekering):

    •  van rigide dieet en ziekenhuiscontroles naar zelfzorg

    • verlaging van kans op shock (hyper) of sufheid

    • verlaging ziektekosten


    Hoe werkt de glucosesensor?

    1.druppel bloed wordt

    opgezogen

    2. (bio)chemische reactie

    met enzym

    3. redox reactie

     stroompje

    H2O2+ 2H+ +2e-  2H2O

    Alleen mogelijk vanwege hoge concentratie glucose


    Biologie / Biochemie:

    honderden eiwitten gevonden in zeer lage concentraties:

    (meer dan factor miljard lager dan glucose!)

    1 fmol/l

    1 pmol/l

    1 nmol/l

    1 mol/l

    1 mmol/l

    glucose

    hartfalen  produktie eiwit “troponine”

    tijdrovende analyse in chemisch lab.

    (bijv. Diagnostisch Centrum Eindhoven)


    Elektrisch Optisch Magnetisch

    Nodig: nieuwe concepten voor een gevoelige

    en snelle biosensor !

    selectiviteit

    gevoeligheid

    gereedschapkist

    natuurkunde

    signaal

    gebruik

    biologische

    herkennng


    herkenning van

    één soort eiwit

    eiwit

    Biologische herkenning: gebruik immuunsysteem natuur

    20 nm

    antilichaam

    celoppervlak  sensoroppervlak


    Hoe bereiken we snelheid en gevoeligheid ?

     MBx onderzoekt gebruik magnetiseerbare deeltjes

    eiwit

    superparamagnetische

    deeltjes: detectie en

    fysieke manipulatie !

    antilichaam

    sensoroppervlak

    Biologische moleculen van nature niet magnetisch: gevoelig!

    o.a. gebruik van GMR sensoren uit harde schijf van computer

     geschikt voor 1 staps minisensor zonder wasstappen


    een magnetische biosensor

    Prototype

    Philips Research

    20 nm

    Au

    magneetveld sensor voelt magneetje

     stroom verandert

    stroomdraad


    MBx: nieuwe concepten voor de volgende generatie sensoren

    een functionele biosensor

    Meet interactie van proteïnes door aanleggen krachten:

    rotatie of translatie: single molecule biophysics in sensor !

    Toepassingen: - immunogeniciteit nieuwe medicijnen

    - onderzoek naar allergie



    Model systeem: Anti-Biotin - biotinylated-BSA

    Fm

    dissociatie constante (zonder kracht): k0=0.025 s-1

    positie energie barriere: 0.23 nm (komt overeen met MD calcs!)


    Torsiestijfheid van een moleculaire binding?

    Instrumentatie voor aanleggen roterend magneetveld

    image

    analysis !

    balans hydrodynamische wrijving

    en magnetische kracht  torque

    (Ben DeClerq)


    modify ionic strength or pH

    beads in solution

    2000x diluted

    clean with IPA

    start timer

    Studie van niet-specifieke interacties (BSc Alexander van Reenen)

    deeltjes met streptavidine eiwit

    plakken aan glas

    eiwitten veranderen

    van lading bij verschillende pH

    afscherming door ionen


    IgG coated

    Eiwit interacties ook met: - optisch pincet (BMT)

    (Benchmarking) - hydrodynamische actuatie met stroming

    - “tethered particle motion”

    Deeltje met protein-G op glas / IgG op deeltje in optisch pincet

    Bas Cloin



    Samenvattend

    MBx: jonge groep met uitdagend multidiciplinair onderzoeksveld

    fysica

    biologie

    electrotechniek

    chemie

    • Stage/afstudeer onderwerpen op gebied van:

    • actuatie magnetische deeltjes

    • (bio)moleculaire interacties

    • diverse technieken voor meten van interacties

      • “single molecular biophysics”

    Voor actuele projecten:

    [email protected] of kom langs in de F-vleugel !


    ad