Biosenzory s povrchovými plasmony pro bezpečné potraviny a medicinální diagnostiku

Rok: 2009

doc. Ing. Jiří Homola, CSc., DSc.

Potřeba detekovat chemické a biologické látky v reálném čase v místě jejich výskytu existuje v řadě důležitých oblastí jako jsou lékařská diagnostika, analýza potravin, monitorování životního prostředí a bezpečnost. V současnosti jsou však chemické a biochemické analýzy prováděny především v centralizovaných laboratořích, navíc jsou relativně pracné, časově náročné a vyžadují nákladné přístrojové vybavení. Proto je v posledních desetiletích na celém světě věnována velká pozornost výzkumu a vývoji nových bioanalytických nástrojů, jako jsou například biosenzory, které umožní provádět detekci chemických a biologických látek přímo v terénu. Vědci v Ústavu fotoniky a elektroniky AV ČR, v. v. i. (ÚFE) vyvinuli nové optické biosenzory založené na rezonanci povrchových plasmonů (surface plasmon resonance – SPR) pro rychlou a citlivou detekci chemických a biologických látek v místě jejich výskytu. Tyto nové biosenzory představují propojení originálních a vysoce citlivých optických senzorů vyvinutých v ÚFE se speciálními molekulárními receptory (protilátky, peptidy, nukleové kyseliny) umožňujícími specifickou detekci vybraných látek. S pomocí biosenzorů realizovaných v ÚFE byly detekovány potenciální biomarkery rakoviny a Alzheimerovy nemoci (ALCAM, transgelin, 17β-HSD10), potravinové patogeny (Escherichia coli) a toxiny (tetrodotoxin). Například biosensor pro tetrodotoxin vyvinutý a testovaný ve spolupráci s University of Washington, Seattle (USA) a U.S. Food and Drug Administration dokáže odhalit tetrodotoxin v extraktu z rybího masa už při koncentraci tetrodotoxinu 1 ng/ml.

1. Krištofiková, Z. – Bocková, M. – Hegnerová, K. – Bartoš, A. – Klaschka, J. – Říčný, J. – Řípová, D. – Homola, J.: Enhanced levels of mitochondrial enzyme 17ß-hydroxysteroid dehydrogenase type 10 in patients with Alzheimer disease and multiple sclerosis. Molecular Biosystems, sv. 5, (2009), s. 1174-1179.
2. Hegnerová, K. – Bocková, M. – Vaisocherová, H. – Krištofiková, Z. – Říčný, J. – Řípová, D. – Homola, J.: Surface plasmon resonance biosensors for detection of Alzheimer disease biomarkers. Sensor and Actuators B, sv. 139, (2009), s. 69-73.
3. Ladd, J. – Allen, T. – Piliarik, M. – Homola, J. – Jiang, S.: Label-free detection of cancer biomarker candidates using surface plasmon resonance imaging. Analytical and Bioanalytical Chemistry, sv. 393, (2009), s. 1157-1163.
4. Piliarik, M. – Párová, L. - Vaisocherová, H. – Homola, J.: Surface plasmon resonance imaging for parallelized detection of protein biomarkers. Proc. SPIE, sv. 7356, (2009), s. 73560D-73560D-8.
5. Vala, M. – Etheridge, S. – Roach, J. A. – Homola, J.: Long-range surface plasmons for sensitive detection of bacterial analytes. Sensors and Actuators B, sv. 139, (2009), s. 59–63.
6. Homola, J. – Hegnerová, K. – Vala, M.: Surface plasmon resonance biosensors for detection of foodborne pathogens and toxins. Proc. SPIE sv. 7167, (2009), s. 716705-716713.
7. Piliarik, M. – Párová, L. – Homola. J.: High-throughput SPR sensor for food safety – Biosensors & Bioelectronics, sv. 24, č. 5, (2009), s. 1399-1404.