Kolmiulotteisen molekyylirakenteen muodostaminen ja biomolekyylien immobilisaatiokapasiteetin kasvattaminen polystyreenikiintokantajapintaan

Abstract

Immunomäärityksiä käytetään yleisesti diagnostisina testeinä ihmisten terveydenhuollossa, eläinlääketieteessä, elintarvike- ja ympäristöturvallisuuden varmistamisessa ja ehkäistäessä bioterrorismia. Testien jatkuvalla kehittämisellä pyritään eteenkin kustannustehokkuuteen, parempiin määritysvasteisiin ja yksinkertaisempiin, nopeampiin sekä herkempiin testeihin. Nopeat testit ja niiden avulla saadut nopeat, oikeat diagnoosit estävät tautien leviämistä ja lyhentävät potentiaalista sairaalassaoloaikaa. Herkillä testeillä havaitaan analyytit näytteissä pieninä pitoisuuksina. Tämä pienentää tarvittavaa näytetilavuutta. Yksinkertaiset, nopeat ja herkät immunomääritykset mahdollistavat myös vieritestauksen. Tämän työn tavoitteena oli muodostaa kolmiulotteinen molekyylirakenne kiintokantajapintana käytetyn polystyreenitangon päähän kemiallisesti ja kasvattaa täten biomolekyylien immobilisaatiokapasiteettia verrattuna kaksiulotteiseen, tasomaiseen molekyylirakenteeseen. Suuremmalla immobilisaatiokapasiteetilla ja vasta-ainetiheydellä pyrittiin parantamaan immunomäärityksen määritysvastetta sekä suorituskykyä. Polystyreenin polymeerirakennetta muokattiin hapettamalla, jolloin saatiin muodostettua karboksyyliryhmiä, joihin kolmiulotteista molekyylirakennetta alettiin muodostamaan. Immunomääritys tehtiin automatisoidulla määritysalustalla, jossa kiintokantajina toimivia polystyreenitankoja pyöritettiin inkubointien aikana reaktioiden nopeuttamiseksi. Muodostamalla onnistuneesti kolmiulotteinen molekyylirakenne kiintokantajapintaan saatiin biomolekyylin immobilisaatiokapasiteettia kasvatettua noin 1,5 kertaisesti verrattuna kaksiulotteiseen rakenteeseen. Immunomäärityksessä saatiin huomattavaa signaalia aikaiseksi, mutta toisaalta signaali myös saturoitui jo alhaisilla analyyttipitoisuuksilla. Tämän lisäksi taustasignaali oli valtava, joten näihin tuloksiin on suhtauduttava kriittisesti. Tämä työ osoittaa, että polystyreenikiintokantajapintaa voidaan muokata siten, että sille voidaan rakentaa kolmiulotteinen molekyylirakenne kemiallisesti ja lisätä täten biomolekyylien immobilisaatiokapasiteettia merkittävästi. Edelleen tankomaista muotoa voidaan käyttää tarkoituksenmukaisesti kiintokantajana immunomäärityksissä, jolloin immunomäärityksen kinetiikkaa voidaan parantaa helposti toteutettavalla kiintokantajan pyörityksellä. Menetelmä vaatisi jatkossa kuitenkin optimointia ja erityisesti immunomäärityksen taustasignaali olisi saatava käyttökelpoiselle tasolle.