Wykrywanie antygenu CA 15.3 metodami elektrochemicznymi na podłożu Ti/TiO2

Czasopismo : Acta Bio-Optica et Informatica Medica. Inżynieria Biomedyczna
Tytuł artykułu : Wykrywanie antygenu CA 15.3 metodami elektrochemicznymi na podłożu Ti/TiO2

Autorzy :
Mrowiec, J.
Katedra i Oddział Kiniczny Chorób Wewnętrznych, Angiologii i Medycyny Fizykalnej, Śląski Uniwersytet Medyczny w Katowicach, ul. Batorego 15, 41-902 Bytom, tel. +48 32 786 16 30, cieslar1@tlen.pl,
Awrejcewicz, J.
Katedra Automatyki i Biomechaniki, Politechnika Łódzka, ul. B. Stefanowskiego 1/15, 90-924 Łódź, tel. +48 42 631 22 00, jan.awrejcewicz@p.lodz.pl,
Nowak, G.
Instytut Techniki i Aparatury Medycznej ITAM, ul. Roosvelta 118, 41-800 Zabrze, tel. +48 32 271 60 13, itam@itam.zabrze.pl,
Jeka, S.
Szpital Uniwersytecki nr 2 im. J. Biziela, Oddział Kliniczny Reumatologii i Układowych chorób Tkaniku Łącznej, ul. K. Ujejskiego 75, 85-168 Bydgoszcz, tel. +48 606 42 59 99, s.jeka@wp.pl,
Bolewski, A.
AGH Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydział Fizyki i Informatyki Stosowanej, al. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków, andrzej.bolewski@fis.agh.pl,
Pięciak, T.
Katedra Automatyki, Wydział Elektrotechniki, Automatyki, Elektroniki i Informatyki, AGH Akademia Górniczo-Hutnicza, al. A. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków, tel. +48 12 617 28 42, 617 47 12, pieciak@agh.edu.pl,
Zarychta, P.
Katedra Informatyki i Aparatury Medycznej, Wydział Inżynierii Biomedycznej, Politechnika Śląska, tel. +48 32 237 17 83, 237 17 83, 237 10 40, piotr.zarychta@polsl.pl,
Augustyniak, E.
AGH Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydział Humanistyczny, ul. Gramatyka 8a, 30-071 Kraków, tel. +48 12 417 29 56, ewaa@agh.edu.pl,
Wysocka-Król, K.
Grupa Biooptyki, Instytut Inżynierii Biomedycznej i Pomiarowej, Wydział Podstawowych Problemów Techniki, Politechnika Wrocławska, Wybrzeże Wyspiańskiego 27, 50-370 Wrocław, tel. + 48 71 320 28 25, katarzyna.wysocka@pwr.wroc.pl,
Buzalewicz, I.
Grupa Biooptyki, Instytut Inżynierii Biomedycznej i Pomiarowej, Wydział Podstawowych Problemów Techniki, Politechnika Wrocławska, Wybrzeże Wyspiańskiego 27, 50-370 Wrocław, tel. + 48 71 320 28 25, igor.buzalewicz@pwr.wroc.pl,
Augustyniak, P.
AGH Akademia Górniczo-Hutnicza, Katedra Automatyki, Al. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków, tel. +48 12 617 47 12, august@agh.edu.pl,
Zaborowska, K.
Zakład Inżynierii Biomedycznej, Instytut Budowy i Eksploatacji Maszyn, Uniwersytet Zielonogórski, ul. Licealna 9, 65-417 Zielona Góra, tel. +48 68 328 26 19, nelutekkochany@wp.pl,
Młyńczak, M.
Instytut Metrologii i Inżynierii Biomedycznej, Wydział Mechatroniki, Politechnika Warszawska, ul. św. Andrzeja Boboli 8, 02-525 Warszawa, marcel.mlynczak@gmail.com,
Filik, J.
Zakład Inżynierii Biomedycznej, Instytut Budowy i Eksploatacji Maszyn, Wydział Mechaniczny, Uniwersytet Zielonogórski, ul. Prof. Szafrana 4, 65-516 Zielona Góra, j.filik@wp.pl,
Abstrakty : W badaniach podjęto próbę wykorzystania matrycy nanorurek z ditlenku tytanu (TNT – Tunneling Nanotubes) jako podłoża immunosensora do oznaczania markera nowotworowego CA 15-3, wykorzystywanego głównie do diagnozowania stanów przerzutowych raka piersi. Nanorurki otrzymano metodą anodowania, po czym modyfikowano je poprzez wyżarzanie w powietrzu. Podjęto następnie próbę bezpośredniej immobilizacji antygenu na powierzchni nanorurek. Pomiar elektrochemiczny opierał się na konkurencyjnej metodzie immunologicznej. Zmiany prądu wynikają ze współzawodnictwa wiązania antygenu CA 15-3 występującego w roztworze i antygenu CA 15-3 unieruchomionego na powierzchni biosensora. Odpowiedź biosensora została sprawdzona metodami woltamperometrii cyklicznej (CV – Cyclic Voltammetry) oraz spektroskopii impedancyjnej (EIS – Electrochemical Impedance Spectroscopy). Wyniki wstępnych eksperymentów dowiodły, że zastosowany materiał TNT okazał się czuły na obecność antygenu w analicie i może pełnić funkcję jako podłoże pod immunosensor amperometryczny i impedancyjny. Jednak w dalszych etapach badań przed zastosowaniem tego biosensora w diagnostyce zalecana jest modyfikacja w celu usprawnienia jego działania.

In the paper an attempt to apply tunneling nanotubes (TNT) covered with titanium foil as an immunosensor matrix to detect tumor marker CA 15-3 used to diagnose metastasis breast cancer, was described. Nanotube layer was obtained by anodizing and modified by annealing in the air. Then, CA 15-3 antigen was directly immobilized on nanotube surface. The electrochemical measurement was based on a competitive immunoassay scheme. The current changes were caused by the competitive binding of the CA 15-3 occurring in solution and CA 15-3 immobilized on the biosensor surface. To check the biosensor response the cyclic voltammetry (CV) and electrochemical impedance spectroscopy (EIS), were applied. The results of the experiments showed that the prepared matrix Ti/ TNT has been sensitive to antigen concentration in the analyte. Particularly, the impedimetric detection is very promising. Further efforts are needed to modify the matrix and calibrate the sensor before first preclinical tests.

Słowa kluczowe : biosensor, marker nowotworowy, woltamperometria, biosensor, voltammetry, impedance spectroscopy,
Wydawnictwo : Indygo Zahir Media
Rocznik : 2012
Numer : Vol. 18, nr 2
Strony : 134 – 138
Bibliografia : 1. К. Janik-Papis, J. Błasiak: Molekularne wyznaczniki raka piersi. Progresja i nowi kandydaci – cześć II, Journal of Oncology, vol. 4, 2010, s. 341-350.
2. R. Paduch, J. Klatka: Markery nowotworowe, Onkol. Pol., vol. 6(2), 2003, s. 77-82.
3. J. Wu, Z. Fu, F. Yan, H. Ju: Biomedical and clinical applications of immunoassays and immunosensors for tumor markers, Trends in Analytical Chemistry, vol. 26(7), 2007, s. 679-688.
4. Y. Xie, L. Zhou, H. Huang: Bioelectrocatalytic application of litania nanotube array for molecule detection, Biosensors and Bioelectronics, vol. 22, 2007, s. 2812-2818.
5. P. Хіао, Y. Zhang, G. Cao: Effecl of surface defects on biosensing properties of Tio2 nanotube arrays, Sensors and Actuators B, vol. 155, 2011, s. 159-164.
6. M. Trzaska, Z. Trzaska: Elektrochemiczna spektroskopia impedancyjna w inżynierii materiałowej, Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa 2010.
7. A. Budniok, E. Łągiewka: Problemy elektrochemii w inżynierii materiałowej, Wydawnictwo Uniwersytetu Śląskiego, Katowice 2009.
8. Z. Dai, F. Yan, J. Chen, H. Ju: Reagentless amperometric immunosensors based on direct electrochemistry of horseradish peroxidase for determination of carcinoma antigen – 125, Anal. Chem, vol. 75, 2003, s. 5429-5434.
DOI :
Cytuj : Mrowiec, J. ,Awrejcewicz, J. ,Nowak, G. ,Jeka, S. ,Bolewski, A. ,Pięciak, T. ,Zarychta, P. ,Augustyniak, E. ,Wysocka-Król, K. ,Buzalewicz, I. ,Augustyniak, P. ,Zaborowska, K. ,Młyńczak, M. ,Filik, J. , Wykrywanie antygenu CA 15.3 metodami elektrochemicznymi na podłożu Ti/TiO2. Acta Bio-Optica et Informatica Medica. Inżynieria Biomedyczna Vol. 18, nr 2/2012
facebook