Senzory s povrchovými plazmony pro monitorování velkého počtu molekulárních interakcí

Rok: 2007

doc. Ing. Jiří Homola, CSc., DSc.

Senzory založené na rezonanční excitaci povrchových plazmonů (SPR) patří mezi nejrozvinutější optické detekční techniky. Schopnost SPR biosenzorů monitorovat interakce mezi molekulami v reálném čase a bez použití značek činí techniku SPR biosenzorů významným nástrojem v molekulární biologii a farmaceutickém výzkumu. Technika SPR biosenzorů má rovněž potenciál širokého uplatnění v oblastech jako jsou lékařská diagnostika, monitorování životního prostředí, kontrola kvality potravin a bezpečnost [1]. Jedním z největším omezení současných SPR biosenzorů je jejich propustnost, tj. schopnost provádět spoučasně vysoký počet měření. Proto je vývoj SPR biosenzorů umožňujících současné monitorování stovek až tisíců biomolekulárních interakcí jedním z důležitých úkolů výzkumu v této oblasti.

V laboratoři optických senzorů ÚFE AVČR byly navrženy a realizovány dva nové typy SPR biosenzorů s vysokou propustností. První systém je založen na úhlové spektroskopii povrchových plazmonů na souboru difrakčních mřížek tvořících senzorový čip. Skanováním svazku po provrchu čipu lze přečíst více než 200 měřících kanálů během několika desítek sekund [2,3]. Druhý typu SPR biosenzoru využívá metodu SPR zobrazování, speciální systém multivrstevnatých struktur a polarizační kontrast, což umožňuje měření s vysokou citlivostí ve vysokém počtu detekčních kanálů současně [4,5]. SPR senzory tohoto typu byly funkcionalizovany [6] a použity k charakterizaci protilátek [3] a detekci oligonukleotidů [5].

1. Homola, J.: Surface plasmon resonance sensors for detection of chemical and biological species, Chemical Reviews, in print.
2. Dostálek, J. Homola, J., Miler, M.: Rich information format surface plasmon resonance biosensor based on array of diffraction gratings, Sensors and Actuators B, 107, 154-161(2005).
3. Dostálek, J., Homola, J.: Surface plasmon resonance sensor based on an array of diffraction gratings for highly-parallelized observation of biomolecular interactions. – Sensors and Actuators B, in print.
4. Piliarik, M., Vaisocherová, H., Homola, J.: A new surface plasmon resonance sensor for high-throughput screening applications. – Biosensors and Bioelectronics 20, 2104-2110 (2005).
5. Piliarik, M., Vaisocherová, H., Homola, J.: Towards parallelized surface plasmon resonance sensor platform for sensitive detection of oligonucleotides, Sensors and Actuators B, 121, 1: 187-193 (2007).
6. Vaisocherová, H., Zítová, A., Lachmanová, M., Štěpánek, J., Králíková, S., Liboska, R., Rejman, D., Rosenberg, I., Homola., J.: Investigating oligonucleotide interactions at subnanomolar level by surface plasmon resonance biosensor. – Biopolymers 82, 4: 394–398 (2006).