Nový elektrochemický biosenzor pro detekci poškození DNA způsobeného chemickými karcinogeny

Abstract

Předkládaná bakalářská práce je zaměřena na vývoj a využití jednoduchého a levného elektrochemického DNA biosenzoru pro detekci poškození DNA způsobeného chemickými karcinogeny. K jeho přípravě byla použita elektroda ze skelného uhlíku (GCE), mezi jejíž výhody patří široké potenciálové okno nebo dobře obnovitelný povrch. Použitá DNA byla nízkomolekulární DNA z lososích spermií. První část práce je věnována optimalizaci přípravy biosenzoru a jeho charakterizaci, která byla provedena za použití několika elektrochemických technik - cyklické voltametrie (CV), square-wave voltametrie (SWV) a elektrochemické impedanční spektroskopie (EIS). Zkoumán byl také vliv způsobu imobilizace DNA na kvalitu odezvy biosenzoru. Vyzkoušeny byly dva přístupy: 1) samovolná adsorpce DNA zaschnutím zásobního roztoku DNA na povrchu GCE a 2) adsorpční akumulace DNA na povrch GCE z roztoku (zvolena jako optimální přístup). Druhá část práce se zabývá detekcí poškození DNA různými chemickými karcinogeny. Byly testovány čtyři modelové látky: flutamid (antiandrogenní protinádorové léčivo), 4-nitro- 3-(trifluormethyl)anilin (NTMA; metabolit flutamidu), 2-aminoanthracen (genotoxický polutant životního prostředí ze skupiny aminoderivátů polycyklických aromatických uhlovodíků (APAH)) a anthracen (perzistentní polutant životního...

Presented Bachelor Thesis is focused on the development and utilization of a simple and inexpensive electrochemical DNA biosensor for the detection of DNA damage caused by chemical carcinogens. A glassy carbon electrode (GCE), having several advantages such as broad potential window and well-renewable surface, was used for its preparation. A low- molecular-weight DNA isolated from salmon sperm was used. The initial part of the work is devoted to the optimization of the biosensor preparation and to its characterization, which was performed using several electrochemical techniques - cyclic voltammetry (CV), square-wave voltammetry (SWV) and electrochemical impedance spectroscopy (EIS). The influence of the DNA immobilization type on the quality of the biosensor response was also investigated. Two approaches were tested: (i) spontaneous adsorption of DNA by leaving the DNA stock solution to dry on the GCE surface and (ii) adsorptive accumulation of DNA on the GCE surface from the solution (selected as the optimum one). The second part of this Thesis deals with the detection of DNA damage by various chemical carcinogens. Four model substances were tested: flutamide (an antiandrogen antitumor drug), 4-nitro-3-(trifluoromethyl)aniline (NTMA; a metabolite of flutamide), 2-aminoanthracene (a genotoxic...