Diplomová práce

Detekce rakovinných biomarkerů pomocí imunochemických stanovení s magnetickou prekoncentrací

Detection of cancer biomarkers using immunoassays with magnetic preconcentration

Bc. Dorota Sklenárová
Anotace

Prostatický specifický antigen (PSA) patří mezi nejdůležitější biomarkery rakoviny prostaty. Citlivá detekce PSA je kritická pro včasnou diagnostiku, která umožňuje efektivnější léčbu. Imunochemické metody včetně enzymového imunostanovení (ELISA) patří mezi nejpoužívanější metody detekce PSA. ELISA stanovení se ale vyznačují několika nevýhodami, které je činí nedostatečně citlivými pro včasnou diagnostiku …více

Abstract

Prostate-specific antigen (PSA) is one of the most important biomarkers of prostate cancer. Sensitive biomarker detection is essential for early-stage diagnosis, enabling more effective treatment. Immunochemical methods, such as enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA), are widely used for PSA detection. However, there are several limitations that render ELISA insufficient regarding the sensitivity …více

Zadání práce

Immunochemical assays belong to the most widespread methods in clinical diagnostics, combining the high specificity of antibodies and various readout techniques. Enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA) is considered a gold standard of diagnostic assays. It is carried out in microtiter plates and utilizes enzymes (most typically horseradish peroxidase) for signal generation. Furthermore, the recent progress in nanotechnology has led to the development of various nanomaterials, which can serve as alternative immunoassay labels. For example, photon-upconversion nanoparticles (UCNPs) exhibit visible light emission upon IR excitation (anti-Stokes luminesce) and can thus be detected without optical background interference. After conjugation with biomolecules providing specific recognition, such as streptavidin or antibodies, UCNPs can serve as the detection element in upconversion-linked immunosorbent assays (ULISAs). The analytical performance of ELISA and ULISA can be enhanced by replacing the microtiter plates with magnetic micro- and nanoparticles, which combine better access to the analyte in solution with the possibility to preconcentrate the analyte in the sample using a permanent magnet.

The aim of this thesis will be the development of immunochemical assays based on magnetic particles. First, commercial magnetic microparticles will be conjugated with a model antibody (e.g., anti-human serum albumin). The conjugates will then enable the development of sandwich immunoassays based on enzyme- and UCNP-based labels. After general optimizations, the performance of magnetic immunoassays will be compared with their microtiter plate-based counterparts. Afterward, conjugates with antibodies against cancer biomarkers (e.g., prostate-specific antigen or CA-19-9) will be prepared and assay detecting the biomarker will be fully optimized. Finally, real samples of spiked serum will be analyzed, and the results will be compared to the reference approach (e.g., Roche Elecsys).

Práce zkontrolována:
19. 5. 2023 10:01, doc. Mgr. Zdeněk Farka, Ph.D., učo 357740
Plný text práce
3,5 MB / soubor PDF
Jazyk práce
angličtina angličtina
Termín obhajoby
16. 6. 2023
Práce byla úspěšně obhájena

Vedoucí

doc. Mgr. Zdeněk Farka, Ph.D., učo 357740
ÚBioch Chem PřF MU

Oponent

prof. RNDr. Jiří Urban, Ph.D., učo 240583
ÚChem Chem PřF MU

Literatura

  • PASTUCHA, Matěj; Zdeněk FARKA; Karel LACINA; Zuzana MIKUŠOVÁ a Petr SKLÁDAL. Magnetic nanoparticles for smart electrochemical immunoassays: a review on recent developments. Microchimica Acta. Vienna: Springer, 2019, roč. 186, č. 5, s. 1-26. ISSN 0026-3672. Dostupné z: https://doi.org/10.1007/s00604-019-3410-0.
  • MICKERT, Matthias Jürgen; Zdeněk FARKA; Uliana KOSTIV; Antonín HLAVÁČEK; Daniel HORÁK; Petr SKLÁDAL a Hans-Heiner GORRIS. Measurement of Sub-femtomolar Concentrations of Prostate-Specific Antigen through Single-Molecule Counting with an Upconversion-Linked Immunosorbent Assay. Analytical Chemistry. Washington, DC: American Chemical Society, 2019, roč. 91, č. 15, s. 9435-9441. ISSN 0003-2700. Dostupné z: https://doi.org/10.1021/acs.analchem.9b02872.
  • FARKA, Zdeněk; Matthias Jürgen MICKERT; Matěj PASTUCHA; Zuzana MIKUŠOVÁ; Petr SKLÁDAL a Hans-Heiner GORRIS. Advances in Optical Single-Molecule Detection: En Route to Supersensitive Bioaffinity Assays. Angewandte Chemie International Edition. Weinheim: Wiley-VCH, 2020, roč. 59, č. 27, s. 10746-10773. ISSN 1433-7851. Dostupné z: https://doi.org/10.1002/anie.201913924.

  • Přidání souboru

    Soubor nebo složku lze nahrát pomocí tlačítka Přidat.
  • Další operace se soubory

    Podrobnosti lze zjistit označením příslušného řádku.
  • Pohled pro experty

    Pro častou práci je možné zvolit režim Více možností.
  • Vyhledávání souborů

    Vyhledávaný výraz můžete zadat přímo do adresního řádku.
  • Rychlý přístup k souborům

    Pomocí funkce Nedávné je možné se rychle vrátit k právě prohlíženým souborům. Oblíbené soubory je také možné označit Hvězdičkou.