Badania wpływu architektury i budowy chipa na wybrane parametry analityczne metod wykorzystujących biosensory SPRI

Abstract

Celem badań w niniejszej rozprawie doktorskiej było zbadanie wpływu struktury jak i architektury chipa na wybrane parametry analityczne metod oznaczania biomarkerów za pomocą techniki SPRi. W trakcie pracy wprowadzono nowe rozwiązanie materiałowe w postaci chipa Ag/Au, posiadającego lepsze właściwości plazmoniczne w odniesieniu do obecnie stosowanego, komercyjnego chipa złotego Au. W zakresie poszukiwań nowych rozwiązań architektury chipa zaproponowano trzy różne rozkłady warstw na powierzchni biosensora: chip z dwuwarstwową maską polimerową, chip z jednowarstwową maską polimerową oraz chip z maską foliową rozdzielającą. Celem sprawdzenia charakterystyki nowego materiału, jego struktury jak i architektury wykonano szereg oznaczeń biomarkerów na przykładzie trzech metod opartych na biosensorach do oznaczania katepsyn B, D i S. Pełna charakterystyka obu chipów polegała na wyznaczeniu parametrów analitycznych metod oznaczania biomarkerów, przez porównanie krzywych kalibracyjnych poszczególnych układów analitycznych, a także wyznaczenie pozostałych parametrów analitycznych. Celem sprawdzenia poprawności oznaczeń analitycznych wykonanych przy pomocy biosensorów, których konstrukcja oparta była o nowo zdefiniowany chip srebrno – złoty Ag/Au, dokonano walidacji technik poprzez oznaczenie katepsyn B, D i S w odpowiednich próbkach biologicznych.

The aim of the research was to investigate the impact of chip structure and architecture on selected analytical parameters of methods using the SPRi technique in biomarker determination. In the course of work, a new material solution was introduced in the form of an Ag/Au chip, performing better plasmonic properties in relation to the currently used, commercial gold Au chip. In the search for new solutions for chip architecture, three different layers of layers on the surface of the biosensor were proposed: a chip with a two-layer polymer mask, a chip with a single-layer polymer mask, and a chip with separating foil mask. In order to check the characteristics of the new material, its structure and architecture, a number of biomarker determinations were made on the example of three methods based on biosensors for the determination of cathepsins B, D and S. The full characterization of both chips consisted in determining the analytical parameters of the biomarker determination methods by comparing the calibration curves of individual analytical systems, as well as determining the remaining analytical parameters. In order to verify the correctness of analytical determinations made with the use of biosensors, the design of which was based on the newly defined silver-gold Ag/Au chip, the techniques were validated by determining cathepsins B, D and S in appropriate biological samples.