Puolijohdetransistoripohjainen DNA-detektiotekniikka ja sen PCR-yhteensopivuus
Ladataan...
3.24 MB
suljettu
Julkaisu on tekijänoikeussäännösten alainen. Teosta voi lukea ja tulostaa henkilökohtaista käyttöä varten. Käyttö kaupallisiin tarkoituksiin on kielletty.
Lataukset4
Pysyvä osoite
Verkkojulkaisu
DOI
Tiivistelmä
Nykyaikainen nukleiinihappodiagnostiikka tarvitsee yhä tehokkaampia määritysmenetelmiä, joiden avulla voitaisiin nopeasti ja luotettavasti havaita DNA:ta. Puolijohdetransistoreihin perustuva teknologia mahdollistaa reaaliaikaisen ja kvantitatiivisen DNA:n detektoinnin ilman kallisarvoista fluoresenssia mittaavaa mittalaitteistoa. Tässä työssä käytetyn kanavatransistoripohjaisen tekniikan periaate perustuu kohde-DNA:n sitoutumiseen transistorin hilan päälle immobilisoituun koetinkerrokseen. Negatiivisesti varautuneen kohde-DNA:n hybridisoituminen muuttaa sähköistä kenttää hilan ympärillä. Tämä puolestaan aiheuttaa muutoksen kanavatransistorin sähkönjohtavuudessa, mikä havaitaan sähköisenä vasteena.
Matala ionikonsentraatio (1-5 mM) on välttämätöntä heikkojen varausmuutosten havaitsemisessa kanavatransistoripohjaisella detektiomekanismilla. Peptidinukleiinihapolla (engl. peptide nucleic acid, PNA) on varauksettomuuden ansiosta korkeampi hybridisaatioaffiniteetti alhaisissa ionipitoisuuksissa kuin DNA:lla, mikä parantaa sekvenssispesifisen detektion herkkyyttä.
PNA-koetinkerroksen luontaista rakennetta ja DNA-hybridisaatioaffiniteettia tutkittiin leimattujen kohdeoligojen fluoresenssia mittaamalla. Koetinpinnan immobilisaatiotiheyttä säädettiin koetinoligojen prehybridisaation avulla. Sähköisen detektiotekniikan toimivuutta testattiin myös pH-muutosten aiheuttamien vasteiden avulla. Työssä myös tutkittiin PCR:n toimivuutta kanavatransistoripohjaisen detektion vaatimassa matalassa ionikonsentraatiossa.
Tutkimuksessa osoitettiin fluoresenssimittausten avulla, että DNA-sensorin PNA-tunnistuskerros oli aktiivisessa konformaatiossa. Transistoriin perustuvan mittaustekniikan toimivuus osoitettiin havaitsemalla selkeä sähköinen vaste pH-mittauksissa ja DNA-kohteen hybridisaatio havaittiin sähköisenä signaalina. PCR-amplifikaatio toimi tehokkaasti pienillä ionipitoisuuksilla (1 mM), mikä mahdollistaa tulevaisuudessa leimavapaan sähköisen mittaustekniikan integroinnin nukleiinihappojen monistusreaktioon.