Descriere

In acest  proiect se doreşte implementarea unei noi metode pentru detecţia reacţiilor imunochimice prin măsurători făcute pe un senzor electrochimic cu microelectrozi interdigitaţi şi un microsenzor magnetic, ambii senzori fiind integraţi pe o platformă microfluidică. Reacţia imunochimică a perechilor antigen – anticorp marcate cu nanoparticule superparamagnetice, prezintă atât schimbări ale relaxării lor magnetice datorate reducerii mobilităţii şi magnetizaţiei de saturaţie, în functie de cantitatea de antigen sau anticorpi ataşată cât şi schimbări ale concentratiei speciilor electrochimice, capacităţii stratului dublu electric, a impedanţei transferului de sarcină şi impedanţei Warburg a transferului de masă la suprafaţa nanoparticulelor superparamagnetice. Suprafața particulelor poate fi functionalizată cu diverse specii biochimice, acizi nucleici, proteine, (anticorpi specifici) sau alte celule, care sunt ataşate suprafeţei particulelor magnetice. Altă opţiune este de a transporta nanoparticulele în interiorul celulelor prin endocitoză.

Scopul final al acestui proiect este dezvoltarea (design, fabricație și caracterizare) unui sistem integrat de tipul lab-on-a-chip, care este compus dintr-o platformă microfluidică, un biosensor electrochimic cu microelectrozi interdigitați și o matrice cu valve de spin pentru teste imunochimice bazate pe nanoparticule superparamagnetice, si aplicarea la studiul apoptozei celulare și detecția antigenilor specifici. Reactia de monitorizare se bazeaza pe teste immunologice competitive amplificate de nanoparticule superparamagnetice functionalizate. Acestea sunt imobilizate magnetic deasupra electrozilor. Pentru optimizarea detectiei, operatorul poate modifica conditiile de curgere, astfel modificandu-se parametrii cinetici ai reactiilor chimice. Nanoparticulele superparamagnetice pot fi imobilizate prin polarizarea matricei de valve de spin si pot fie liberate prin blocarea campului magnetic. Vom demonstra cum se poate profita de sistemele microfluidice pentru a determina activitatea sau concentratia enzimelor in functie de viteza de curgere a fluidului.

Principalul avantaj al acestui sistem este reutilizarea lui. De asemenea, configurația lui poate fi schimbată ușor datorită construcției modulare. Nanoparticulele superparamagnetice pot fi captate prin polarizarea valvelor de spin și eliberate prin întreruperea câmpului magnetic. Tehnica de detecție electrochimică este foarte potrivită pentru biosenzorul integrat, tehnică bazată pe reacțiile chimice de recunoaștere biologică. Pașii de process ai testării imunochimice bazată pe nanoparticule magnetice sunt următorii: (a) Injectarea nanoparticulelor superparamagnetice acoperite cu anticorpii primari; (b) Separarea nanoparticulelor superparamagnetice; (c) Injectarea soluției de analizat; (d) Incubarea antigenilor specifici; (e) Spălarea cu soluții tampon; (f) Curgerea și incubarea enzimelor marcate cu anticorpi secundari specifici; (g) Spălarea enzimelor neatașate anticorpilor secundari; (h) Injectarea enzimelor substrat pentru detecție electrochimică.