Detekce oxidačního stresu pomocí elektrochemických DNA biosenzorů

Abstract

Předkládaná diplomová práce je zaměřena na vývoj, charakterizaci a využití jednoduchého a levného elektrochemického DNA biosenzoru pro detekci poškození DNA způsobeného oxidačním stresem. První část práce je věnována přípravě a charakterizaci velkoplošné uhlíkové filmové elektrody (ls-CFE) modifikované uhlíkovými nanotrubičkami (CNT/ls-CFE). Uhlíkové nanotrubičky zlepšují elektrochemické vlastnosti převodníku a zvyšují množství naadsorbované DNA na povrchu elektrody. Testování elektrodového povrchu modifikovaného vícestěnnými uhlíkovými nanotrubičkami (MWCNT) bylo provedeno pomocí cyklické voltametrie (CV) a elektrochemické impedanční spektroskopie (EIS) s použitím redoxního systému [Fe(CN)6]4-/3- a square wave voltametrie (SVW) bez použití redoxního indikátoru. Uhlíkové nanotrubičky se ukázaly jako nevhodný materiál pro náš typ biosenzoru, ale je možné je využít v analytické chemii pro stanovování elektroaktivních látek. Druhá část práce se zabývá aplikací DNA biosenzoru při detekci poškození DNA oxidačním stresem. Byl zvolen biosenzor na bázi ls-CFE, jehož hlavní výhody jsou rychlá příprava, jednoduchá mechanická obnova elektrodového povrchu, dobrá reprodukovatelnost měření, absence problémů spojených s "historií elektrody". Oxidační stres vyvolaný galvanostaticky generovanými hydroxylovými...

Presented Diploma Thesis is focused on the development, characterization, and utilization of simple and inexpensive electrochemical DNA biosensor for the detection of DNA damage caused by oxidative stress. The initial part of the work is devoted to preparation and characterization of a large-surface carbon film electrode (ls-CFE) modified with carbon nanotubes (CNT/ls-CFE). Carbon nanotubes improve electrochemical properties of the transducer and increase the amount of adsorbed DNA on the electrode surface. Testing of the electrode surface modified with multiwalled carbon nanotubes (MWCNT) was performed using cyclic voltammetry (CV) and electrochemical impedance spectroscopy (EIS) using a redox system [Fe(CN)6]4-/3- and using square wave voltammetry without any redox indicator. Carbon nanotubes have proved to be unsuitable material for our type of biosensor, but it can be used inanalytical chemistry for the determination of electroactive substances. The second part of this Thesis deals with the application of the prepared DNA biosensor for the detection of DNA damage by oxidative stress. The biosensor based on the ls-CFE was chosen for this purpose, having several advantages, such as its fast preparation, a simple mechanical renewal of the electrode surface, a good reproducibility of measurements,...