Nový elektrochemický biosenzor pro detekci poškození DNA založený na velkoplošné uhlíkové filmové elektrodě

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 velkoplošná uhlíková filmová elektroda (ls-CFE), jejíž hlavní výhody jsou rychlá příprava, jednoduchá mechanická obnova elektrodového povrchu, dobrá reprodukovatelnost měření, absence problémů spojených s "historií elektrody" a jednoduchá chemická modifikace. První část práce je věnována výzkumu složení suspenze uhlíkového inkoustu, které bylo optimalizováno a testováno pomocí redoxního systému [Fe(CN)6]4-/3- užitím cyklické voltametrie (CV), dále pak optimalizaci přípravy DNA biosenzoru (DNA/ls-CFE) a jeho charakterizaci, která byla provedena za použití dvou elektrochemických technik - CV a elektrochemické impedanční spektroskopie (EIS). Druhá část práce se zabývá aplikací nově připraveného DNA biosenzoru při detekci poškození DNA modelovými chemickými karcinogeny. Přímá interakce DNA s fluorenem a 2-aminofluorenem (2-AF) byla zkoumána za použití CV a EIS na DNA/ls-CFE. Získané výsledky potvrdily, že interakce DNA s fluorenem a 2-AF způsobuje poškození DNA, což vede ke vzniku zlomu vláken, která odpadávají z povrchu elektrody. Tím byla také ověřena aplikovatelnost tohoto nového...

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 large-surface carbon film electrode (ls-CFE), having several advantages, such as its fast preparation, a simple mechanical renewal of the electrode surface, a good reproducibility of measurements, an absence of problems connected with "electrode history", and simple chemical modification, was used for its preparation. The initial part of the work is devoted to the investigation of the composition of a carbon ink suspension, which was optimized and tested using a [Fe(CN)6]4-/3- redox system by cyclic voltammetry (CV), further to the optimization of the DNA biosensor (DNA/ls-CFE) preparation and to its characterization, which was performed using two electrochemical techniques - CV and electrochemical impedance spectroscopy (EIS). The second part of this Thesis deals with the application of the newly prepared DNA biosensor for the detection of DNA damage by model chemical carcinogens. The direct interaction of DNA with fluorene and 2-aminofluorene (2-AF) was investigated using CV and EIS at the DNA/ls-CFE. The obtained results confirmed that the interaction of DNA with fluorene and 2-AF causes DNA damage,...