OBŢINEREA DE BIOSENZORI PIEZOELECTRICI FOLOSIND UN SUBSTRAT POLIMERIC

MIHAELA BAICAN1, ELENA PÂSLARU2, CRISTINA TUCHILUŞ1,

DIANA LĂCĂTUŞU1, FLORINA CRIVOI1, CORNELIA VASILE2

1Universitatea de Medicină şi Farmacie “Grigore T. Popa”, Facultatea de Farmacie, Iaşi2Institutul de Chimie Macromoleculară “P. Poni”, Iaşi

MATERIAL SI METODAMATERIAL SI METODA

Filme de polifluorură de viniliden (PVDF) (Goodfellow, England) polimer fluorurat, alb, semi opac, semicristalin* Expunerea în plasmă a PVDF, folosind diferite gaze de descărcare crearea de poziţii active pe suprafaţa sa, care să permită grefarea ulterioară a unor proteine * Acoperirea filmelor de polimer cu proteine (proteina A, triglicina (TG), imunoglobulinA G (IgG) , albumina din ser bovin (BSA)) prin: adsorbţie fizică, grefare şi tehnica strat-cu-strat de self-asamblare (SAM)* Suprafeţele astfel modificate testate prin măsurători QCM (microbalanţă cu cristal din cuarţ), în scopul evidenţierii posibilităţii utilizării acestora drept biosenzori

Elaborarea de biosenzori, utilizând drept material piezoelectric nu cuarţul, ci un polimer, şi anume polifluorura de viniliden (PVDF) piezoelectrică. Utilizarea unui polimer drept material traductor a fost preferată date fiind facilităţile oferite de către materialele plastice (cost, greutate, rezistenţă, uşurinţă în prelucrare…).

a b c

Rezultatele testului de fluorescenţă pentru: PVDF martor (a), PVDF activat în plasmă N2/H2 şi, ulterior: grefat cu proteină A (b) şi grefat cu TG (c)

Cele mai întinse zone de fluorescenţă au fost obţinute pe suprafaţa PVDF activată în plasmă de N2/H2 şi grefată cu TG (Figura d), dovedind astfel cea mai bună cuplare a anticorpului fluoresceină cu proteina TG suprafaţa de PVDF tratată în plasmă de microunde şi acoperită cu proteine poate fi utilizată pentru detecţia microorganismelor

In cazul utilizării CO2 şi N2/H2 (când proteina A s-a ataşat mai bine la suprafaţa polimerică astfel tratată), este evidentă formarea unui strat self-asamblat de IgG la suprafaţa PVDF, format via proteina A

0 200 400 600 800

-80

-60

-40

-20

0

20

+ 10 L suspensie Salmonela

+ 10 L BSA

+ 10 L anti-Salmonela

film piezo_plasma_PrA+IgG_Salmonela

Sca

dere

a fr

ecv

ente

i (H

z)

timp (s)

4000 3500 3000 2500 2000 1500 1000 500 0 -5000,0

0,2

0,4

0,6

0,8

1,0

1,2

1,4

1,6

Transm

itance (a.u

.)

Wavenumber (cm-1)

Immunoglobulin G (IgG)

N2/H2 IgGads N2/H2 IgGgraft N2/H2 PrAads+IgG N2/H2 PrAgraft+IgG N2 IgG ads N2 IgG graft N2 PrAads+IgG N2 PrAgraft+IgG CO2 IgG graft CO2 PrAads+IgG CO2 PrAgraft+IgG

Biosenzorii pe bază de PVDF piezoelectric (obţinuţi atât prin tehnica SAM, cât şi prin adsorbţia proteinei A) s-au dovedit a fi sensibili în ceea ce priveşte detecţia microorganismului test – Salmonella

Tratamentul în plasmă al PVDF, urmat de acoperire/grefare cu diferite proteine s-a dovedit a fi foarte util pentru modificarea adecvată a proprietăţilor sale de suprafaţă, determinând o posibilă creştere a caracteristicilor de biocompatibilitate ale PVDF hidrofob. Proteinele imobilizate la suprafaţa PVDF expus în plasmă au prezentat activitate în cuplarea trasorului anticorp fluoresceină. Procedura de acoperire cu proteine propusă pare a avea un bun potenţial pentru dezvoltarea de noi biosenzori, putând juca un rol important din punct de vedere clinic, în următorii ani.