Využitie metódy LSPR na vývoj aptasenzora na detekciu oxytetracyklínu s využitím zlatých nanočastíc

Zlaté nanočastice (AuNPs) majú výborné fyzikálno-chemické vlastnosti, ktoré ich robia vhodnými pre využitie v optických biosenzoroch. Jednou z týchto vlastností je lokalizovaná povrchová plazmónová rezonancia (LSPR). LSPR spôsobuje, že AuNPs absorbujú viditeľné svetlo pri určitých vlnových dĺžkach, a preto majú v koloidných roztokoch rôzne farby v závislosti od ich veľkosti a koncentrácie [1]. Imobilizovanie AuNPs na pevný substrát umožňuje sledovať zmeny absorpčného maxima ako je zmena intenzity alebo posun vlnovej dĺžky po naviazaní rôznych molekúl [2]. DNA aptaméry sú  jednoniťové oligonukleotidy, ktoré sú selektované pre špecifické naviazanie určitej látky. Ich hlavnou výhodou v provnaní s protilátkami je syntéza in vitro, možnosť modifikácie rôznymi funkčnými molekulami a  stabilita [3]. Vďaka svojim vlastnostiam nachádzajú široké uplatnenie v cielenej terapii a v biosenzoroch. V tejto práci sme sa zamerali na optimalizáciu vývoja biosenzora na báze DNA aptamérov a AuNPs imobilizovaných na povrchu sklíčka umiestneného v prietokovej cele pomocou metódy LSPR. Študovali sme interakciu DNA aptaméra špecifického pre oxytetracyklín (OTC aptamér) značeného tiolovou skupinou so sekvenciu 5´- GGG GGC ACA CAT GTA GGT GCT GTC CAG GTG TGG TTG TGG T-3´ [4] s  AuNPs. AuNPs (priemer 80 nm) boli imobilizované na povrch sklíčka (priemer 14 mm) prostredníctvom 3-aminopropyltrimethoxysilán (APTES). Vzorky boli privádzané do prietokovej cely pomocou pumpy s rýchlosťou 50 µl/min. Pri naviazaní aptamérov alebo OTC sme sledovali posun absorpčného maxima k vyšším vlnovým dĺžkam. Pri 90 min. inkubácií aptamérov sme nepozorovali signifikantný posun vo vlnovej dĺžke. V zmesi aptamérov s merkaptohexanolom (MCH) s molárnym pomerom 1 : 50 sme dosiahli naviazanie (posun vlnovej dĺžky bol  ∆𝜆 = 1.697 nm) a menší posun maxima pri interakcii s rôznymi koncentráciami oxytetracyklínu (OTC) (100 nM, 500 nM a 2 µM). Tieto zmeny však boli podobné v porovnaní s naviazaním samotného MCH (∆𝜆 = 1.675 nm) a s nešpecifickými interakciami OTC na samotné MCH bez aptaméra a nešpecifickú DNA. Pri dlhšej inkubácii samotného OTC aptaméra, minimálne 6 hodín, sme dosiahli výraznejší posun maxima ∆𝜆 = 0.698 nm v porovnaní s 90 min. inkubáciou, čo naznačuje potrebu dlhšej inkubácie. LSPR aptasenzor preukázal potenciálnu schopnosť detekcie OTC, avšak ďalšia optimalizácia je nevyhnutná.