Multifunctional biomolecular assemblies for parallelized analysis of biomolecular interactions

Abstract

Název práce: Multifunkční biomolekulární soubory pro paralelizovanou analýzu biomolekulárních interakcí Autor: Markéta Bocková Katedra: Fyzikální Ústav MFF UK Vedoucí disertační práce: Prof. Ing. Jiří Homola, CSc., DSc., Ústav fotoniky a elektroniky AV ČR, v. v. i. Abstrakt: Biosenzory s povrchovými plazmony (SPR biosenzory) představují jednu z nejrozvinutějších optických metod pro pozorování interakcí biomolekul v reálném čase a bez použití značek. Tato disertační práce shrnuje pokroky ve vývoji SPR biosenzorů a jejich využití pro studium biomolekulárních interakcí. Práce představuje pokroky především ve dvou hlavních oblastech výzkumu SPR biosenzorů: metodách imobilizace biomolekul a metodikách pro detekci biomolekul a studium biomolekulárních interakcí. V rámci této disertační práce jsou zkoumány metody pro imobilizaci široké škály biomolekul a jejich prostorově-kontrolované ukotvení na povrch SPR biosenzoru. Dále jsou popsány nové přístupy k SPR metodě, které umožňují potlačit nežádoucí vliv nespecifické adsorpce a omezeného transportu molekul, a tím zvýšit přesnost a spolehlivost SPR biosenzorů. Pokroky ve vývoji SPR biosenzorů jsou rovněž využity pro studium biomolekulárních interakcí se vztahem k relevantním problémům molekulární biologie. Klíčová slova: rezonance povrchových plazmonů, optické...

Title: Multifunctional biomolecular assemblies for parallelized analysis of biomolecular interactions Author: Markéta Bocková Department / Institute: Institute of Physics, Charles University Supervisor of the doctoral thesis: Prof. Jiří Homola, Ph.D., DSc., Institute of Photonics and Electronics, The Czech Academy of Sciences Abstract: Surface plasmon resonance (SPR) biosensors represent the most advanced optical method for the direct, real-time monitoring of biomolecular interactions without the need for labelling. This doctoral thesis aims to advance the SPR biosensor method and to expand its utility in the investigation of biomolecular interactions. This encompasses activities on two major fronts of SPR biosensor research - immobilization methods and biosensing methodologies. Methods for the immobilization of biomolecules were researched with the aim of enabling the immobilization of a broad range of biomolecules on the SPR biosensor surface in a spatially controlled manner. The development of novel biosensing methodologies was pursued in order to address the current limitations of SPR biosensors associated with non-specific adsorption and limited analyte transport, and thus to improve the accuracy and robustness of SPR biosensor measurements. Finally, advances in the development of immobilization...