Kémiai szenzorok, bioszenzorok

Általános és Fizikai Kémia TanszékPécsi Egyetem, TTK

Nagy Géza

113. MKN’09 Veszprém április21-24

Szenzorok

Fizikai (gyorsulás, helyzet, mozgás, hőmérséklet stb.)

Kémiai környezetük anyagairól kvalitatív, kvantitatív információt adnak

élettartam, raktározási-, szállítási körülmények ellenőrzése

Definíciójuk?

Műszer?

Reverzibilisek? Visszacsatolt jelképzés?

A szenzorok és a jövő

A szenzorok és a profit

A kémiai szenzorok –

analizátor rendszerekA szenzorok alkalmazásának előnyei:

Egyszerű

használat

Költséghatékony működés

Folyamatos nyomonkövetés

lehetősége

In situ alkalmazhatóság

Nagyon fontos tulajdonságok:

Szelektivitás

Stabilitás

A szenzor funkció

két lépése

Szelektív anyagfelismerés

Jelképzés, jel transzdukció

Ion-szelektív elektródok

Pungor

Ernő

(1923-2007)

Folyadék membrán elektród

ISE mikropipetta

Metal oxide field effect tranzisztor- (MOSFET),

Ion selective FET

Enzyme FET,

ENZFET- biosensor

Szilárd kontaktusú

ion szelektív elektródok

Termisztorra épülő

szenzor

Hővezetésen alapuló

szenzor

Optikai szenzorok

ATIR szenzor (száloptikai hullám vezető)

Planáris

hullámvezető

YYCladding +sensing layerY Y YYYYYYYYYYYYYYYYY

Antibody/Antigen

Core

CladdingField distribution

22 nN2z

−π

λ=Δ

Penetration depth z of evanescent field is defined as

SAW érzékelő

Surface Acoustic Wave

Felületi plazmon

rezonancia érzékelő

Quartz crystal and holder.

Experimental apparatus

for a piezoelectric sensor.

Antigén - Antitest kötődés

Piezoelektromos szenzor készülék

Kvarc-kristály mikromérlegen alapuló

érzékelő

Nanopóruson

alapuló

szenzor

Róbert E. GyurcsányiChemically-modified

nanopores

for

sensing

Trends

in

Analytical

Chemistry, Vol. 27, No. 7, 2008

Nanopóruson

alapuló

érzékelés

Méréstechnikailag fontos érzékelő

sajátságok

-

A detektáció

határa, dinamikus

méréstartomány

-

SzelektívitásAnyagfelismerésJel transzdukció

-

ÉrzékenységA kalibrációs görbe meredeksége

-

Válasz idő-

Reverzibilitás

-

Stabilitás (raktározási, műveleti)

Szeparáló

rétegInterferencia

eliminálás

Perm szelektívitásMéret kizárásMediátorDirekt elektron

átlépés

16

Igen sok különböző, más kémiai szenzor van használatban:

-szilárd

elektrolitos gázszenzorok

-kemorezisztorok

-mágneses

oxigén mérők

-kapacitív

nedvességmérők

A szelektivitás nehezen biztosítható bioszenzorok

A bioszenzor

definíciójaBiológiai rendszerekben használható

szenzor

Páciensben lokális pH mérésMikroelektród

in vivo monitorozásra

Vérnyomás mérőklinikai hőmérő

biológiai anyagot tartalmazó

szenzorokBiomimetikus

szenzorok, (Enzim, nonactin?)

IUPAC: Sensor

incorporating

biological

element˚

Enzim

˚

Antitest˚

Nuklein

sav

˚

Mikroorganizmusok˚

Sejtek, szövetek

˚

Teljes biológiai érzékelő

“Bug sensor”

18

A bioszenzor kutatás történeteInventor

Leland C. Clark Jnr.

oxigén elektródTrans. Am. Soc. Artif. Intern. Organs 2, 41-48 (1956)

Ann. NY Acad. Sci. 102, 29-45 (1962).

“making more intelligent electrochemical sensors by adding enzyme transducers”

2005-ben

megkapta a Fritz J. és Dolores

H. Russ

díjatEz a fénykép az átadás után készült, néhány hónappal Clark halála előtt.

19

Updike és

Hicks

Glükóz szenzor oxigén elektródon Updike, S.J. and Hicks, J.P. Nature 214, 986-988 (1967)

Guilbault

és

Montalvo

Guilbault, G.G. and Montalvo, J. JACS 91, 2164-2569 (1969).

G. Rechnitz

inventív, a területen sok eredményt elért kutató

Karbamid mérő

potenciometriás

enzimelektród

1975.

Az első

kereskedelmi

“jól működő”

glükóz elektród(1973. Először piacra juttatva)

Yellow Springs Instrument Company (Ohio, USA)

20

H2

O2

detektáláson alapuló

első

amperomtriás enzimelektródok

1974.

Mosbach

K. Danielsson

enzim

termisztorok1975.

Divis

mikrobiológiai

elektródok

1980.

Voelkl, K. P. Opitz, N. Lubbers D. W.Optódra

épülő

bioszenzor

1982.

Shichiri

et al. In vivo tűszerű

glükóz

szenzor

(Intenzív kutatás indult a mesterséges pankreáz

kifejlesztésére)immuno

bioszenzorok

intenzív kutatásLiedberg, B., Nylander, C. and Lundstrm, I.

szenzors and Actuators 4, 299-304 (1983)

Folyóiratok

Bioszenzors and Bioelectronics, Sensor (WEB.) Sensors and Actuators 21

A bioszenzorok

működése

Szelektív anyagfelismerés

Jel

Jel transzdukció, jelképzés

22

•

Bioszenzor••

Szelektív felismerés

jel

••

Biokatalitikus

Electrokémiai

•

Enzimek

potenciometriás

(FET)•

Immobilizált

formában, voltammetriás

•

Állati szövet

amperometriásNövényi Szövet

konduktometriás•

Baktérium, gomba

•

Immuno

reagens

Ab, Ag

Optikai

érzékelés•

Jelzett, direkt

lumineszcenciai

jelképzés

•

DNA érzékelők

Optikai

szenzorok•

Receptor

érzékelők

hullámvezetők (wave guide)

•

Teljes

érzékelő

szervek

Entalpia

válzozás•

QMB

(tömeg változás)

•

SPR

(surface plasmon

resonance)•• 23

A szeketív

anyagfelismerés biztosítására használt bioágensek

Biokatalizátorok

(enzimek)

Immunkémiai ágensek

DNS, RNS preparátumok

Bio

receptorok

Aptamerek

Egyéb anyagok

Mikroorganizmus telep, növényi szövet,állati szövet,állati érzékszerv, bogár szenzor

Igen sokféle biológiai anyagés transducer

(jelképző)

Flow analyzers

FIAAlkalmazások

Egészségügy, klinikai analízisÉlelmiszer analízisKörnyezeti analízisHonvédelem, terror elhárítás

- Szelektívitás

- Specificitás

- Egyszerű

procedúra

- Folyamatos monitorálás

- Költséghatékonyság

- Mérési eredmény rövid idő

alatt

A bioszenzorok

alkalmazásától várható

előnyök

25

FIA

analitikai rendszerek alkalmazása

Entalpia változás detektálásán alapuló bioszenzor

Mosbach - Danielsson

Néhány enzim által katalizált reakció

moláris entalpia

Kvarc kristály mikromérleg

Reakció réteg

Diffúziós réteg

DP

DS

DD’’PP

S

S +ES +E’’ ESES E+PE+P

PPOO22

IISSss

Az enzimelektród

funkció

28

A

bioszenzorokban

az

enzimek

immobilizált

formában

vannak

Az immobilizálás

hatásai:-Az enzim sajátság megváltozhat-Általános hatás nem állapítható

meg

Az immobilizálásMegváltoztathatja az orientációtÁrnyékolhatja a szubsztrát/termék transzportotDenaturálást idézhet elő

Microkörnyezeti

hatások

Lokalis

pH változásokGátolt

anyag transzport, (hozzáférés, tortuozitás)

TérhálósodásIonerősség

változás

Az enzim szenzorok reakció rétegei

Az enzim immobilizálás egyik úttörője

Prof. Mosbach

30

31

Példa a kémiai enzim immobilizálásra

32

Jellemzők Adszorpció Kovalens kötés

Bezárás (gélbe,

polimerbe)

Membránnal

Készítés Egyszerű Nehéz Egyszerű Egyszerű

Költség Kicsiny Nagy Moderált Nagy

Kötő

erő Változó Erős Gyenge Erős

Enzim kioldódás Igen Nem Igen Nem

Alkalmazhatóság Széles Szelektíve Széles Igen széles

Alkalmazás során fellépőKomplikációk száma

Nagy Kicsi Nagy Nagy

Mátrix hatások Igen Igen Igen Nem

Nagy diffúziós gátlás Nem Nem Igen Igen

Védelem bakteriális fertőzéssel szemben

Nem Nem Igen Igen

Az enzim immobilizálási módszerek összehasonlítása

( ) −++ +⎯⎯ →⎯++ 34222 22 HCONHHOHCONH ureáz

dacetaldehiOHOalkohol oxidázalkohol +⎯⎯⎯⎯ →⎯+ −222

++ ++⎯⎯ →⎯+ HNADHaldehidNADalkohol ADH

222 OHpiruvátOlaktátL oxidázlaktát +⎯⎯⎯⎯ →⎯+− −

3minargarg NHcitrullinininL ázdeainin +⎯⎯⎯⎯⎯ →⎯− −

34

Enzime FET,

ENZFET- bioszenzor

Potenciometriás

alapérzékelők: pH érzékeny , NH4+, CN-, CO2

, I-

ISE

FET szenzorok

Amperometriás

alapérzékelők: Pt, Au, GC, CP, Különböző

alakúak, méretűek lehetnek

35

a.,- A reakció terméke reagál az elektródon (I. generáció)

b., – Egy mediátor reagál az elektródon

(II. generáció)

c.,- Az enzim redox csoportja vesz részt az elektród folyamatban

(III. generáció)

Az amperometriás

enzimelektródok három generációja

36

Mediált

elektronátmenet

mediátorokTetracianoquinodimetan

(TCNQ)

37

glükóz elektród válasz

a- glükóz nélkül b, c – glükózzal

Mediátor jelenlétében

Elektronátvitel oxidoreduktáz

enzim és voltammetriás

munkaelektród között

Közvetlen átlépés

Torma peroxidázzal mediált

Átvitel oldott mediátorral

Ferrocén

származék a mediátor

Molekuláris „huzal” alkalmazása (Adam Heller)

41

Szol-gél típusú

reakció

réteg elektronátvivő mediátorral

OO22

sszzuukkrróózz αα--DD--glglüükkóózz ββ--DD--glglüükkóózz gluglukkonolaonolakkton+ ton+ HH

22

OO

22

invertáz mutarotáz GOx

a) sequential

b) competitive OO22

ββ--DD--glglüükkóózz

GOx

gluglukkonolaonolakkton + ton + HH

22

OO

22

hexakinázATPATP

glglüükkóózz--66--ffososzfzfáát + ADPt + ADP

c)c) eliminator

sszzuukkrróózz αα--DD--

glglüükkóózz

ββ--DD--

glglüükkóózz

gluconolagluconolakkton ton + + HH

22

OO

22

invertáz mutarotáz GOxglglüükkóózz

+ + sszzuukkrróózz

HH

22

OO

2 2 + + gluconolagluconolakktonton

GOx

OO

22CATHH

22

O + OO + O

22

43

Erősítés

Komplex működésű

enzim szenzorok:

-szekvenciális

enzim reakciók,

-interferencia

eliminátor

reació,

-dúsításos

(erősítő) enzim akció

-kompetitív

érzékelés

44

Laktát

mérő

amperometriás

enzim szenzor

Saját eredmények-Potenciometriás bioszenzorok I- alapelektródon

- Glükóz, L-fenilalanin elektródok- (az első

bienzim ektród, oxidáz- peroxidáz)

- NH4+-elektród, karbamid elektród- (LPA, nonactin ionofor, elasztikus szilikon membrán

- Aszkorbin sav interferencia eliminátor elektród- (mikro-elektródos „in vivo” neurotranszmitter mérés)

- Amperometriás putreszcin elektród- Mikro-cella enzim aktivitás mérésre- Hullámvezető

optód detektor

- (karbamid hullámvezető

szenzor FIA mérésére)

- Scanning electrochemical microscope SECM- (koncentráció profilok enzimelektródok reakció rétegében,)

-

Glükóz tolerancia teszt patkányokban

Mikrochip szenzor cella putreszcin

biológiai mintákban való

mérésre

NH2

-(CH2

)n

-NH2

+O2

+H2

O NH2

-(CH2

)n-1

-CHO+NH3

+H2

O2enzim

Putreszcin

n=5Putreszcin

oxidáz

NH3

detekálás

-

ISE,

Amperometriás

oxigén vagy hidrogén peroxid detektálás –

Pt

elektródon

pH változás is detektálható

-

Sb elektróddal

PPttAAuuCCrr

pH

diamin (putreszcin)

külső

réteg (PU)Enzim réteg (PO)Belső

réteg (p-mPDA

Capton membrán

Bakteriális fertőzés

klinikai BV

detektálás

47

0

500

1000

0 200 400 600

Áram

[nA]

idő (s)

•

50μl 5mM aszkorbin

sav

és•

20 μl 10mM

H2

O2 hozzáadása30 ml pH=7.2 foszfát pufferhez

•

Paracetamol (2mM)•

Húgy sav•

epinefrin•

dopamin

AA AA AA

H2

O2

H2

O2

H2

O2

Lívia Nagy, Géza Nagy

A méretkizárásos réteg működésének ellenőrzése

48

49

Szubsztrát

és

enzim

aktivitás

mérő

cella

Az enzimreakciAz enzimreakcióó elektroaktelektroaktíívv

termterméékeke

elektród

SzubsztrSzubsztráátt

Enzim rEnzim réétegteg

EnzimEnzim

SzubsztrSzubsztráátt rréétegteg

52

0

50

100

150

200

0 25 50 75 100 125 150 175

Time (s)

I (nA

)

0.25 U/ml

0.5 U/ml

0.75 U/ml

1 U/ml

1.75 U/ml

2.5 U/ml

3.75 U/ml

p-HEMA hydrogel

poly(2-hydroxymethyl methacrylate)

Hydrogel

Electrode material

Absorbent layer

Alkalikus

foszfatáz

aktivitás mérés

Glükózmérő

bioszenzor

állatkísérletek céljaira

y = 0.0579x + 0.0512R2 = 0.9835

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

0 5 10 15

Glükóz koncentráció [mM]

Ára

m [ μ

A]

Glükóz bioszenzor

kalibrációs görbéjepH = 7.4 izotóniás foszfát pufferben,

0.65 V elektródpotenciál mellett.

8000 8500 9000 9500 10000 10500 11000 11500 12000 12500 13000 13500 14000 14500 15000

time (s)

0.0100

0.0150

0.0200

0.0250

0.0300

0.0350

0.0400

0.0450

Iw (µ

A)

40% glükózoldat

iv. inzulin beadás

glükózmérő

cella áram -

idő

regisztrátuma

22 1.1.3.4) (EC

22 5,1 OHlaktonglükonoDOHOGlükózDoxidázGlükóz

+−−−⎯⎯⎯⎯ →⎯++−−−

β

Elektródtest és csatlakozója

40 % glükóz oldat

i/μA

C / 10-3

mol dm-3

Ag

katód100 μm

Beszúrható

(in vivo) glükóz érzékelő

InIn vitrovitro glglüükkóóz mz méérrééss 3,753,75--37,5 37,5 mMmM

Az elektród felépítése

Implantálható

tűszerű

mikroelektródElektroenzimatikus

glükóz szenzor

Geometriai felületeMunka elektród: 3,8mm x 0,2 mm

A= 0,76 mm2

Referencia: 1,5mm x 0,2 mm

A= 0,3 mm2

Ellenelektród: 1mm x 0,3

A=0,33 mm2

Elektrokémiai felületeA=0,08 mm2

0,11 mM L-aszkorbinsav

0,48mM húgysav

BioszenzorokBioszenzorok reakcireakcióó rréétegtegéének vizsgnek vizsgáálata lata PPéésztsztáázzóó ElectroElectrokkéémiai miai MiMikroszkkroszkóóppalppal

Balázs Csóka, Barna

Kovács, G Nagy

61

SECM kép acetil-kolinészteráz

ezim

folt katalitikus aktivitásáról

Természetes biokomponens

alkalmazásával készített bioszenzorokBio componens

élő

microorganizmus

Alga, baktérium, élesztő, gomba•

Egyszerű

•

költség hatékony preparátum•

“poliszelektív”

•

Életben kell tartani a kulturátImmobilizálás

dializis rétegszűrőGelbe zárás

(PVA, collagen, agar, gelatin)

TransducerekO2

felhasználásCO2

termelésH2S, H2O2, NH3

Acetobacter

xylinum

→ etanol

mérés

(1975) első

alkalmazásRechnitz

(1981)

Yellow squash szelet

glutamát

decarboxiláz

(GLD)

glutamin

sav

CO2 CO2

gáz

szenzor Severinghaus

típusú

GLD

65

Bore

et al.

Burgonya szelet

polifenol

oxidáz

Clarke O2

elektródkatekol, dopamine, L-dopa, etc. detektálás

uborka

juice (aszkorbát

oxidáz)

Clarke O2

elektród

Malochan

(1991)

banán

szövet“bananatrode”

→ dopamin

mérés

OHkorbinsavdehidroaszOvascorbinsaL AO222/1 +⎯→⎯+−

66

Mikroorganizmusok metabolitikus

aktivitásának nyomonkövetése

Élesztő-alapú

bioszenzorokMódosított szénpaszta

elektród

NAD+

+ K3

[Fe(CN)6

] → alkohol mérés

Egész szövet alapú

bioszenzorok

Disznó

vese szövet

→

szenzor → glutamin

mérés

Rechnitz

Patkány máj szelet

monoamin

oxidáz

(MAO)

322 NHCHORNHCHR MAO +−⎯⎯→⎯−−

67

Cianid mérő

bioszenzor

Intact animal sensor

blue crab antennae → removed → sensory nerve exposed

activity spikes followed with microelektróds

Bug senzor

Potato bug reports insect activity in field

Receptor element based bioszenzorok

ion channel based sensing

LB technique, patch-clamp 68

A krumpli föld fertőzöttségét detektáló bioszenzor (BIOFET)

71

cis-3-hexén-1-ol detektálás

Antitestek, Fehérjék immunoglobulinokantigének hatására keletkeznek Mw

≈150 kDa

Kb.110 aminosav

}

73

Immunosensing

Recognizing bio-component

→

antibodyantigen

Signal transduction

→

opticalelectrochemicalmass QCMBtemperature

SPR, SAW. Refr. Index

reversible ? not strictly (high affinity)quasi reversible

-

direct immunoszenzorokproblem nonspecific binding (NSB, NSA)

-labeling, RIA, Enzyme label, Fluorescence label-liposoma

lysis

74

Policlonal

antiszérum

many

different

antibody

specifecitiesrecognizing

various

epitopes

on

the

antigen

concernedproduction

↓immunisation

of

animal

(rabbit, sheep, goat, mouse, rat, horse)↓

several

injection

of

antigen

(hapten)many

different

B-lymphocyte

cells

(multiply)↓

antiserum

→ heterogeneus

reagent-

binding

to

different

epitopes

of

the

Ag-

different

affinities

(competition)-

different

specifity-

different

titreAffinity

purification

with

immobilised

antigen

on

solid-phases.Antigen eg. polypeptides

Mw > 100000 Da

immunogenic

smaller molecules antigenic but not immunogenic → haptens

steroids, vitamins, drugs → haptens

hapten-carrier protein injection → immunization

variety of Ab-s

(h-c, c, h) just “h”

is needed

Injection: subcutaneous or intramuscular

(rabbit: 100 μg) (boosting after 4 weeks)

3-6 months production time75

Preparation of Monoclonal Antibodiesspecific, homogeneous reagent

1975. Kohler

Milsteinsingle antibody-producing B-lymphocytes are immortalized

single clone → “monoclonal”

-

monospecificcontinuous productionby fusion with a B-.cell tumor line → hybridoma

cell line

76

Production1. immunization, booster injection2. blood sampling, antibody testing3. selected animal sacrificed

its spleen removed (aseptic condition)4. spleen cells separated by sieving, washing5. mixed with compatible strain of myeloma

cells

6. fusing agent (polyethylene glycol) used to help fusing →

1 from 10000 spleen cells fuses (rare event) only a few of the fused ones secret good antibodies

7. media is applied in which the unfused

spleen cells die –

only the hybridomas

survive

8. the antibody production of hybridoma

cells are tested (microtiterplates used)

diluted → one cell in one plate cells grown → tested → diluted → monoclonal

9. in vivo or in vitro production ↓ ↓

solid tumor hollow fiber culture systems (g ⁄

month)roller bottles → mg ⁄

month

77

Antibody fragments

Fc

portion removed F(ab)2

Fab

fragments usedproduction by cloning the gene E. coli

sFv

single chain antibody fragment separation

use

Antibody mimics, artificial antibodymolecular imprinting

monomer + analyteLecitins

Carbohydrate-binding proteins (non immune origin)Concanavalin

A (ConA)

glükóz-mannose bindingReceptors

100 kDa

proteins; unavaible

in pure formin intact cells, membranes

receptor binding by antibody to sensing surfaces

polymerwith

analyte

wash

out reagent

78

Binding proteins

Protein A and GBacterial Proteins

bind to Fc

portion of antibodies

(Staphylococcus aureus) Protein A 42 kDasix independent binding sites for Fc

coupling to bioaffinity

reagent

good orientation

Avidin: Biotin

Tetramer protein

Avidin

(four identical 15 kDa

subunits); Basic (pI

=10,5)High affinity (1015M-1) B6 vitamin, biotin Biotin-Ab

coupling is easy

Streptavidin

(from streptomyces) less basic

Nucleic Acids

DNA: DNA, DNA: RNA, DNA:protein

interactionHybridization with complementary strands

79

Immunkémiai szenzor működése

virtually irreversiblepH

change, ionic strength adjustment can change K→ regenerationmonospecific

? group specific Ab

Immunoassays

→ heterogeneous-

Direct (non labeled) –

capacity change, mass change, Ri

change etc.

-

Sandwich

[ ][ ][ ]AgAb

AgAbK −=

AgAbAgAb −↔+

125 1010 −→K

81

-

Kompetitív

82

83

FIIA → like affinity chromatography

Liposome amplificationLocasio-Brown-Durst-Horvath

Anti teophyilline

antibodies → immobilized ↓

in column

derivatized

liposomes

filled with marker↓

competitive binding↓

liposomes

disrupted

↓detection

84

85

86

Electrochemical immunoszenzorok

Direct potentiometric

signalCovalent binding immunoreagent

onto elektród

surface

binding signal (change of double layer)Transmembrane

potential change (membrane applied)

FET sensorCatalytic antibodies

PH

elektród

coated with membrane containing catalytic antibody.analyte

phenyl acetate PH

change13-22mV/decade slope

-

Amperometric

immunoszenzorok-

capacitance measurement based immunosensor

Enzyme linked immunoassays

Ab-anti-α-fetoprotein

(AFP) bound onto Clark-type O2

elektródcatalase

labeled AFP→ reaction; H2

O2

additionlocal O2

concentration increase

87

Felületi plazmon

rezonancia detektációt

(SPR) alkalmazó

bioszenzor

D-

diódasoros detektor, P-

prizma, L-

fényforrás (lézer),S-érzékelő

réteg (arany film, immoblilizált

antitest),

F-

átfolyó

cella

••

-Hybridisation

of complement

segments•

-Specific

binding

of different

molecules•

-preconcentration

of

different

analyte•

CME

-Gene

probes

(labeled, direct

)

• -use

of aptamers

(artificial

oligonucleotid

segments)

89

Nuklein

sav alapú

szenzorok

The nucleotid

bases responsible for binding

G/C three hydrogen bonds-

stronger interactionA/T two hydrogen bonds

Section

of double

strained

DNA

(In

RNA)

90

Stage

of art in

nucleic

acid

szenzorok

•

The nucleic

acid

szenzorok are

in

erly

experimental

stage•

High

number

of working

principles

have

been

proved

• It

is expected

that

in

the

future

they

will

be very

capable

•

Analytical

tools, sensors•

It

is hoped, that

one

system

will

be able:

»

recognising, »

extracting, ampifying

analyte

and »

giving

selective

signal

• Good equipments

are

ready

for

the

synthesis

of oligonucleotides,

aptamers

91

Nuklein

sav szenzorok működésének fajtái

Szilárd hordozóval

Jelző

nélkül a, b,

Mágneses jelzés e

Szűréssel c

Kapcsolódás olatokban

92

93

Aptamers

the

active

part of future

szenzorok

•

Aptamers

are relatively short single stranded DNA or RNA sequences that are selected in vitro based on affinity for a target molecule. They are synthesised in vitro. Aptamers

offer advantages over traditional

antibody-based affinity molecules in their ease of production, regeneration, and stability, largely due to the chemical properties of nucleic acids versus amino acids.

•

Mostly optical detection used in experiments with aptamer

sensing.

•

A broad library of sequences are used to select the reagent. After separation, labelling can they be used

94

Aptamer

szenzor kiválasztása, készítése

SELEX process

(systematic evolution of ligands by exponential enrichment)

(Ellington and Szostak, 1990);

J. Wang et al. / Talanta 79 (2009) 72–76

Arany nanorészecskéhez

kötött aptamer

reagens és SPR detektálás használata

1 és 2 nanorészecskék

össze vannak kötve, adenozin

jelenlétében szétválnak és szinváltozás

következik be

Receptoron alapuló

bioszenzor

αHL –Hemolizin

receptor