Informace o projektu

Příprava diskrétních biokonjugátů photon-upconversion nanočástic

Kód projektu
LD15023
Období řešení
1/2016 - 12/2017
Investor / Programový rámec / typ projektu
Ministerstvo školství, mládeže a tělovýchovy ČR
Fakulta / Pracoviště MU
Středoevropský technologický institut

Klinické stanovení proteinových biomarkerů, které umožňují diagnostikovat nastupující onemocnění a monitorovat účinek léčby, vyžaduje měření velmi nízkých koncentrací proteinů v přítomnosti vysoké koncentrace interferentů. Současná imunochemická stanovení obvykle neumožňují detekovat koncentrace proteinů nižší než 10-12 mol.l-1. Nicméně koncentrace většiny proteinových markerů, které mají význam pro diagnostiku rakoviny, neurologických poruch a raných stádií infekcí se nachází v rozsahu od 10-16 do 10-12 mol.l-1. Izolace a detekce jednotlivých proteinových molekul umožňuje stanovení výrazně nižších koncentrací, než umožňují v současné době užívané metody. Například metoda jednomolekulové ELISA (enzyme-linked immunosorbent assay), která využívá enzymovou amplifikaci pro detekci jednotlivých molekul, umožnila detekci méně než 10-15 mol.l-1 v komplexních vzorcích krevního séra. Ačkoli praktická použitelnost enzymové amplifikace v metodách jednomolekulové ELISA byla prokázána, očekává se, že fotoluminescenční amplifikace umožní automatizaci a miniaturizaci těchto extrémně citlivých technik. Zavedení vhodných fotoluminescenčních značek tak bude mít význam pro laboratorní i „point of care“ diagnostiku.
"Photon-upconversion" nanočástice (UCNP) jsou díky svým vlastnostem extrémně vhodné pro fotoluminescenční amplifikaci a detekci jednotlivých molekul. UCNP jsou lanthanitými ionty dopované nanočástice, které mohou být excitovány zářením v blízké infračervené oblasti (např. 980 nm) a přitom emitují záření ve viditelné oblasti (např. 540 nm, anti Stokesova luminescence). Tento proces je výrazně účinnější než ostatní typy anti-Stokesovy luminescence, pro jejichž praktické využití je nutné použít o několik řádů intenzivnějsí záření (femtosekundové lasery). Ve srovnání s klasickými organickými fluorofory a kvantovými tečkami, UCNP vynikají velmi snadným odstíněním excitujícího záření (velký anti Stokesův posun), možností multiplexovat analytický signál na úrovní jednotlivých nanočástic (biomolekul), prakticky zanedbatelnou autofluorescencí biologických vzorků, nižším rozptylem excitujícího záření, výbornou optickou i chemickou stabilitou a nízkou toxicitou (např. ve srovnání s kvantovými tečkami, které často obsahují ionty Cd2+, Hg2+ a podobně).

Publikace

Počet publikací: 4