Új irányok a biomolekuláris felismerés detektálásábanGyurcsányi E. Róbert
Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem
Általános és Analitikai Kémia Tanszék
A biomolekulák között kialakuló szelektív, sok esetben specifikus kölcsönhatás felhasználása analitikai célokra nem új keletű. Példaként említhetjük az antitest-antigén kölcsönhatáson és a DNS kettős csavarjának kialakulásán alapuló bioanalitikai módszereket, amelyek elsősorban az élettudományok területén nyertek általános alkalmazást. A szelektív biomolekuláris felismerés lehetőséget nyújt az analitikai meghatározás metodológiájának leegyszerűsítésére és ezáltal bioszenzorok és mikroanalitikai rendszerek kifejlesztésére. Ugyanakkor fontos kihangsúlyozni, hogy a szelektív biomolekuláris felismerés önmagában nem elegendő az analitikai cél megvalósításához, hanem szükség van a kölcsönhatás megfelelő detektálására is. Jelenleg rendkívül nagy igény van olyan robusztus detektálási elvek kifejlesztésére, amelyek jelentősen rövidebb analízis idő mellett tovább javítanák a hagyományos bioanalitikai módszerek kimutatási határát, érzékenységét és szelektivitását. A szelektív receptorok területén történt jelentős előrelépések mellett az utóbbi évtized ezirányú fejlesztéseit alapvetően a nanoméretű anyagok és nanoszerkezetek robbanásszerű alkalmazása határozta meg.
A jelen előadásnak két célja van. Egyrészt az utóbbi évek kutatásaira jellemző és kiemelkedő teljesítményű detektálási elvek az analitikus szemszögéből történő rövid ismertetése, másrészt a szintetikus ioncsatorna típusú szenzorok fejlesztésében elért eredményeinken1 keresztül szemléltetni a nanoszerkezetű anyagok alkalmazási lehetőségeit a biomolekuláris kölcsönhatások detektálásában. Az általunk kifejlesztett nanopórusos, szintetikus ioncsatorna típusú bioszenzorok esetében a szelektív molekuláris felismerést arany nanocsövek belső falához kovalens kötéssel rögzített peptid-nukleinsav (PNS) molekulák biztosítják. Amennyiben a minta komplementer szekvenciával rendelkező DNS szálat tartalmaz, akkor ez kölcsönhatásba lép az immobilizált PNS molekulával. A keletkezett kettős csavar a nanocső átmérőjét és a belső felület elektromos töltését módosítja, és ezáltal megváltoztatja a nanocső átjárhatóságát különböző marker ionok számára. Így lehetőség nyílik a vizsgált komponens jelölés nélküli meghatározására.
1. Gyurcsányi RE, Vigassy T, Pretsch E. Biorecognition-modulated ion fluxes through functionalized gold nanotubules as a novel label-free biosensing approach. Chemical Communications 2003(20):2560-2561.