Macroporous indium tin oxide as a potential platform for bioanalytical applications

Abstract

Univezita Karlova v Praze, Farmaceutická fakulta v Hradci Králové Katedra Farmaceutické chemie a kontroly léčiv Kandidát: Zuzana Špirková Školiteľ: Prof. PharmDr. Martin Doležal, Ph.D. Konzultant: Assist. Prof. Gulnara Safina, Ph.D. Názov diplomovej práce: Makroporézny indium cín oxid ako potenciálna platforma pre bioanalytické použitie Monitorovanie hladiny glukózy v krvi je nevyhnutnou súčasťou stanovenia diagnózy diabetu. Preto sú neustále vyvíjané nové stratégie na zdokonalenie meracích prístrojov. V tejto práci bola skúmaná vhodnosť použitia elektród tvorených makroporéznym indum cín oxidom (ITO) na konštrukciu glukózových biosensorov tretej generácie. Ako biorekogničný element bola použitá celobióza dehydrogenáza z huby Corynascus thermophilus (CtCDH) imobilizovaná na ITO nosič. Bolo skúmaných viacero metód imobilizácie ako fyzikálna adsorpcia, elektrostatická väzba enzýmu na povrch pokrytý polyetyleniminom (PEI) a zosieťovanie glutaraldehydom (GA), s cieľom dosiahnuť primeranú citlivosť a stabilitu biosensora. Morfológia/topografia a elementárne zloženie enzymaticky modifikovaného povrchu boli skúmané rastrovacím elektrónovým mikroskopom (SEM), metódou energiovo disperznej spektroskopie (EDX) a röntgenovou fotoelektrónovou spektroskopiou (XPS). Optimálne podmienky pre elektrochemické meranie...

Charles Univesity in Prague, Faculty of Pharmcy in Hradec Králové Department of Pharmaceutical Chemistry and Drug Control Candidate: Zuzana Špirková Supervisor: Prof. PharmDr. Martin Doležal, Ph.D. Consultant: Assist. Prof. Gulnara Safina, Ph.D. Title of thesis: Macroporous indium tin oxide as a potential platform for bioanalytical applications Blood glucose monitoring is an essential tool in diabetes mellitus diagnosis. Therefore new strategies have been developed to improve the performance of glucose sensing devices. In this thesis the suitability of macroporous indium tin oxide (ITO) electrodes for construction of third-generation glucose biosensors was investigated. As a biosensing part in sensor cellobiose dehydrogenase from Corynascus thermophilus (CtCDH) immobilized onto ITO platform was used. Several immobilization strategies based on physical adsorption, electrostatic bindings of the enzyme to the surface functionalized with polythyleneimine (PEI) and cross-linking with glutaraldehyde (GA) were studied in order to achieve reasonable sensitivity and stability of the biosensor. The morphology/topography and elemental composition of the enzyme modified surface were examined by scanning electron microscopy (SEM), energy-dispersive X- ray spectroscopy (EDX), X-ray photoelectron spectroscopy...