html5-img
1 / 13

Biológiai érzékelő felületek minősítése AFM módszerrel

Biológiai érzékelő felületek minősítése AFM módszerrel. Bonyár Attila, dr. Sántha Hunor 2010. február 9. Áttekintés. Bevezetés – Bioérzékelők AFM* képalkotás 3. Összefoglalás. *AFM – Atomerő mikroszkópia (Atomic Force Microscopy). 1. Bevezetés - Bioérzékelők.

raymond-rosario
Download Presentation

Biológiai érzékelő felületek minősítése AFM módszerrel

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. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Biológiai érzékelő felületek minősítése AFM módszerrel Bonyár Attila, dr. Sántha Hunor 2010. február 9.

  2. Áttekintés • Bevezetés – Bioérzékelők • AFM* képalkotás • 3. Összefoglalás *AFM – Atomerő mikroszkópia (Atomic Force Microscopy) Biológiai érzékelő felületek minősítése AFM módszerrel

  3. 1. Bevezetés - Bioérzékelők Bioérzékelő = Biológiailag aktív receptor + Transzducer Bioérzékelők kutatása és fejlesztése: 1. A bioreceptor réteg fejlesztése 2. A transzducer fejlesztése Technológiai tudást igényel 3. Az immobilizációs eljárások fejlesztése • Alkalmazott transzducerek: • elektrokémiai • optikai • piezoelektromos (QCM) • arany vékonyréteg elektródok Biológiai érzékelő felületek minősítése AFM módszerrel

  4. 1. Bevezetés - Bioérzékelők Bioérzékelők -> biológiailag aktív anyagok alkalmazása érzékelő elemként Affinitástípusú bioérzékelők-> szelektív kémiai megkötés természetben előforduló kulcs-zár mechanizmusok alapján DNS szenzorok: komplementer-DNS szálak összekapcsolódása = hibridizáció • Bioérzékelők előnyei: • nagyfokú szelektivitás, • egyszerű és gyors, • DNS szintézis révén tetszőleges receptor szekvencia előállítható: • génanalízis, • rákkutatás, • kórokozó detektálás, • környezeti vizsgálatok. Multibioszenzorok – receptormátrix Forrás: www.emeraldinsight.com Biológiai érzékelő felületek minősítése AFM módszerrel

  5. 1. Bevezetés • Az immobilizáció jelentősége • Cél: A DNS szálak hibridizációs képességének megőrzése • Mit befolyásol az immobilizáció? • A szenzor • érzékenységét, • szelektivitását, • élettartamát, • stabilitását (megbízhatóságát), • regenerálhatóságát. Forrás: A. B. Steel, T. M. Herne – 1998 • SAM – Self-Assembled Monolayer (önszerveződő monoréteg technika): • a szálas receptor egyik végére egy tiol (SH) csoportot szintetizálunk • kén-arany kovalens kötés • Célunk a DNS rétegek strukturális vizsgálata • Az immobilizáció és hibridizáció kvalitatív és kvantitatív jellemzése Biológiai érzékelő felületek minősítése AFM módszerrel

  6. 2. AFM képalkotás A BME-ETT 2008-ban Veeco diInnova típusú SPM-et (pásztázó mikroszkóp) szerzett be ipari kapcsolatok támogatásával diInnova • Támogatott üzemmódok: • AFM (Atomic Force Microscopy), • kontakt mód, • kopogtató (tapping) mód, • LFM (Lateral Force Microscopy), • STM (Scanning Tunneling Microscopy) • EFM (Electric Force Microscopy), • MFM (Magnetic Force Microscopy), • SCM (Scanning Capacitance Microscopy). • Fluidikai cella: • kompatibilitás biológiai mintákkal • DNS nanoborotválás Biológiai érzékelő felületek minősítése AFM módszerrel

  7. 2. AFM képalkotás A képalkotás elve a kontakt üzemmód bemutatásán keresztül Biológiai érzékelő felületek minősítése AFM módszerrel

  8. 2. AFM képalkotás A pont-spektroszkópia és a nyomóerő szabályozása Hooke törvénye: A nyomóerő szabályozása: Ahol: F: erő [nN], k: rugóállandó [nN/nm], x: Z riányú kitérés [nm], R: a tű és a felület jellemző rugalmassága [nm/mV], Usp: setpoint (referencia) feszültség [mV] Biológiai érzékelő felületek minősítése AFM módszerrel

  9. 2. AFM képalkotás A DNS nanoborotválás (nanoshaving) és alkalmazása Az eljárás elve: a felületre felvitt DNS réteg eltávolítása a pásztázó tű nyomásának növelésével Keresztmetszeti analízis Hibridizáció után Immobilizáció után Forrás: M. Castronovo – 2008 Biológiai érzékelő felületek minősítése AFM módszerrel

  10. 2. AFM képalkotás Nanoborotválás a gyakorlatban Dr. Giampaolo Zuccheri (Bolognai Egyetem) laboratóriumában közösen készített képek MultiMode AFM – képalkotás folyadékcellában DNS réteg nanoborotválása (nanoshaving) A leborotvált DNS réteg vastagsága 1,908 nm. „Kopogtatunk a nanovilág kapuján” Biológiai érzékelő felületek minősítése AFM módszerrel

  11. 2. AFM képalkotás A hordozó felületi érdességének jellemzése Alapvető probléma: a DNS monorétegek nm-es tartományban vannak Vizsgálatukhoz atomi simaságú felület szükséges DNS szál hosszúsága: 0,33 nm/bázispár, jellemző receptorhossz 15-25 bp  5-8 nm Polikristályos üres arany vékonyréteg (200 nm Au, 40 nm Ti üveghordozón) felületi érdessége – kontakt módú AFM kép (BME-ETT) X:Y:Z -> 1:1:1/26 a 800 nm 800 nm Biológiai érzékelő felületek minősítése AFM módszerrel

  12. 2. AFM képalkotás A mica (csillám) replika készítés technológiája Cél: Atomi simaságú (felületi érdességű) arany vékonyréteg előállítása Forrás: M. Hegner, P. Wagner - 1993 Biológiai érzékelő felületek minősítése AFM módszerrel

  13. 3. Összefoglalás Az AFM-es technikák alkalmasak a nanométeres tartományokhoz tartozó bioreceptor rétegek vizsgálatára MICA (csillám) replika készítéssel atomi simaságú arany vékonyréteg elektródfelületeket állíthatunk elő A DNS nanoborotválás technika a BME-ETT-n néhány hónapon belül rutinszerűen alkalmazható lesz. Főbb kézzel fogható eredmények: Au-MICA készítés  Labor SOP (Standard Operation Procedure – technológiai útmutató) AFM mérés fluidikai cellában  Labor SOP (Standard Operation Procedure – technológiai útmutató) Biológiai érzékelő felületek minősítése AFM módszerrel

More Related