Baktériumtaszító és baktériumokat vonzó antitest-bevonatú felületek fejlesztése és jellemzése optikai hullámvezető bioszenzor segítségével
Nanobioszenzorika Laboratórium
("Lendület" Kutatócsoport)
2022. január 20.
A baktériumtaszító felületek és a bakterológiai vizsgálatokhoz használt antitest-alapú bevonatok kulcsfontosságúak az orvosbiológiai eszközök tervezésében, a mélyreható vizsgálatok és a lehetséges megoldások összehasonlítása azonban még hiányzik. Az optikai hullámvezető fénymódus spektroszkópiával (OWLS) a fehérje- és bakteriális adszorpció jelölésmentes, nem invazív in situ jellemzése valósítható meg; kiválóan alkalmas különféle felületi bevonatok tesztelésére. Publikációnkban (Eniko Farkas, Robert Tarr, Tamás Gerecsei, Andras Saftics, Kinga Dóra Kovács, Balazs Stercz, Judit Domokos, Beatrix Peter, Sandor Kurunczi, Inna Szekacs, Attila Bonyár, Anita Bányai, Péter Fürjes, Szilvia Ruszkai-Szaniszló, Máté Varga, Barnabás Szabó, Eszter Ostorházi, Dóra Szabó, Robert Horvath. Development and in-depth characterization of bacteria repellent and bacteria adhesive antibody-coated surfaces using optical waveguide biosensing. Biosensors, 2022) egy OWLS-alapú módszert írtunk le, amely segítségével megvalósítható a baktériumtaszító felületek fejlesztése, és a különböző antitest-alapú bevonatok rétegszerkezetét és affinitását jellemztük a mikrobiológiai vizsgálatokhoz. A nem specifikus kötődést gátló reagensek tesztelése érdekében az OWLS chipeket többféle blokkoló anyaggal vontuk be, majd az Escherichia coli adhézióját monitoroztuk. Azt találtuk, hogy a legjobban teljesítő blokkoló szerek képesek gátolni a baktériumok adhézióját olyan mintákban, amelyek baktériumok koncentrációja akár 107 sejt/ml is lehet. Különféle immobilizációs módszereket alkalmaztunk a kiválasztott antitestek felvitelére. Egyszerű fiziszorpciós, Mix&Go (AnteoBind) (MG) filmeket, kovalensen immobilizált protein A-t és avidin-biotin alapú felületi kémiát készítettünk és teszteltünk. Meghatároztuk az antitestek felületi adszorbeált tömegsűrűségét, és kiértékeltük a bioszenzor kinetikai adatait, hogy megtudjuk a baktériumkötő antitestek lehetséges orientációját. A méréseinket ELISA módszerrel is alátámasztottuk. A bioszenzoros mérések során a legjobb teljesítményt a poliklonális antitest és a protein A-val történő immobilizálás, valamint a PAcrAM-P-vel történő blokkolás kombinációjával érték el. Ezzel a beállítással 70 sejt/mm2 felületi érzékenységet értünk el.
(A) Az OWLS küvetta keresztmetszeti képe és a detektálás sematikus ábrázolása. A lézerfény egy optikai hullámvezető rétegbe csatolódik ahol teljes belső visszaverődéssel terjed a hullámvezető végén elhelyezett fotodetektorra. A letapadó baktériumok hatására a becsatolási szög eltolódik (α). (B) Az OWLS ideális eszköz mind a baktériumtaszító, mind a baktériumokat megkötését segítő felületek tesztelésére és fejlesztésére.
