Розробка біосенсорних платформ та базових алгоритмів аналізу для експресної діагностики раку грудної залози людини в умовах in vitro

Скорочена інформація про документ
dc.contributor.authorПрилуцький, Максим Петрович
dc.date.accessioned2020-10-21T10:46:39Z
dc.date.available2020-10-21T10:46:39Z
dc.date.issued2020
dc.descriptionРобота виконана на кафедрі лабораторної діагностики біологічних систем, факультету захисту рослин Національного університету «Києво-Могилянська академія».uk
dc.description.abstractenThe Thesis describes the development of a method for the determination of polyamines in the culture of MCF-7 cells and in the blood serum of patients with breast cancer and study of the biological properties of polyamines as potential markers of breast cancer. To compare the efficiency of newly created biosensor platform, several types of biosensor devices were used, in which a different approach for sensitizing the surface of the transducer was applied. Several types of transducers with different surface coatings have also been used to determine an effective platform for polyamine determination. At the beginning of research to create an effective biosensor platform, it was decided to compare the effectiveness of several algorithms of to determine the most sensitive and effective approach. Among all the used analysis algorithms, the highest efficiency was shown by the "direct" approach, in which specific antibodies and polyamines were immobilized directly on the surface of the transducer. The next step was to determine the limits of the biosensor sensitivity with a direct analysis algorithm. The biosensor sensitivity range was 5-1000 ng/ml. The efficiency of the assay improved after modification of the transducer surface with additional substances, which made it possible to increase the sensitivity of the transducer surface, orient antibodies to polyamine-specific sites, and block non-specific binding sites. The efficiency of the biosensor analysis method based on the SPR effect was compared with a biosensor based on photoluminescence of zinc oxide. The biosensor based on the effect of surface plasmon resonance turned out to be the best in the determination of polamines in model solutions and cell culture of the human breast cancer cell line MCF-7 by 14-30% in comparison with the biosensor based on photoluminescence of zinc oxide. In addition, a gold-based transducer is able to detect polyamines in cell culture and model solutions 1.5-2 times better. The correspondence of the displacement of the resonance angle of the biosensor to the concentration of polyamines in the analysis of blood serum samples from patients with breast cancer was studied. The concentration of polyamines in the control blood serum did not exceed the limits of 5-10 ng/ml, and in the blood samples of patients with breast cancer, the concentration of polyamines was in the range of 20-100 ng/ml, which exceeds physiological levels. Based on the results obtained, a biosensor method has been developed that can detect both low and high concentrations of polyamines. The new biosensor platform can determine the presence and concentration of polyamines in solution and in cell culture in vitro at nanomolar concentrations, as well as in blood serum, which makes it relevant and promising for further improvement and use.uk
dc.description.abstractruВ диссертации разработана методика определения полиаминов в культуре клеток линии MCF-7 и в сыворотке крови больных раком молочной железы и изучения биологических свойств полиаминов, как потенциальных маркеров рака грудной железы. Для сравнения эффективности использували несколько типов биосенсорных устройств, в которых применён разный подход к сенсибилизации чувствительной поверхности трансдюсера. Также было использовано несколько типов трансдюсеров с разным покрытием поверхности для определения эффективной платформы для определения полиаминов. В начале исследований для создания эффективной биосенсорной платформы было решено сравнить эффективность нескольких алгоритмов анализа с использованием биосенсора, чтобы определить самый чувствительный и эффективный подход. Среди всех использованных алгоритмов анализа наивысшую эффективность показал прямой, при котором специфические антитела и полиамины иммобилизировали непосредственно на поверхности трансдюсера. Следующим этапом стало определение границ чувствительности биосенсора с прямым алгоритмом анализа. Диапазон чувствительности биосенсора составлял 5-1000 нг/мл. Эффективность анализа улучшилась после модификации поверхности трансдюсера дополнительными веществами, что позволило увеличить чувствительность поверхности трансдюсера, сориентировать антитела специфичными к полиаминов участками и заблокировать неспецифические места связывания. Сравнили эффективность методики биосенсорного анализа на основе эффекта ППР с биосенсором на основе фотолюминесценции оксида цинка. Биосенсор на основе эффекта поверхностного плазмонного резонанса оказался лучшим в определении поламинов в модельных растворах и культуре клеток рака грудной железы человека линии MCF-7 на 14-30% в сравнении с биосенсором на основе фотолюминесценции оксида цинка. Кроме того, трасдюсер на основе золота способен в 1,5-2 раза лучше определять полиамины в культуре клеток и модельных растворах. Исследовали соответствие смещения резонансного угла биосенсора к концентрации полиаминов при анализе образцов сыворотки крови пациентов больных раком грудной железы. Концентрация полиаминов в контрольных образцах сыворотки крови не превышала 5 -10 нг/мл, а в образцах крови больных раком грудной железы, концентрация полиаминов находилась в диапазоне 20-100 нг/мл, что превышает физиологические уровни. По полученным результатам разработан биосенсорный метод, позволяющий выявить как низкие, так и высокие концентрации полиаминов. Новая биосенсорная платформа может определять наличие и концентрацию полиаминов в растворе и в культуре клеток in vitro в наномолярных концентрациях, а также в сыворотке крови, что делает ее актуальной и перспективной для дальнейшего совершенствования и использования.uk
dc.description.abstractukВ дисертації описано розробку методики визначення поліамінів в культурі клітин лінії MCF-7 та в сироватці крові хворих на рак грудної залози і вивчення біологічних властивостей поліамінів, як потенційних маркерів раку грудної залози. Окрім того, порівняно декілька типів біосенсорних пристроїв, в яких використаний різний підхід до сенсибілізації чутливої поверхні трансдюсера, а також порівняно декілька типів трансдюсерної поверхні для визначенння найчутливішої біосенсорної платформи. Для створення ефективної біосенсорної платформи було порівняно декілька алгоритмів аналізу з використанням біосенсора, аби визначити найчутливіший та найефективніший. Серед усіх використаних алгоритмів аналізу найвищу ефективність показав прямий алгоритм аналізу, за якого специфічні антитіла та поліаміни були іммобілізовані безпосередньо на поверхні трансдюсера без додаткової модифікації. Наступним етапом стало визначення межей чутливості біосенсора з прямим алгоритмом аналізу. Діапазон чутливості новоствореного біосенсора знаходиться в межах 5-1000 нг/мл. Ефективність аналізу покращилася після модифікації поверхні трансдюсера додатковими речовинами, що дозволило збільшити чутливість поверхні трансдюсера, зорієнтувати антитіла специфічними до поліамінів ділянками та заблокувати неспецифічні місця зв’язування. Надалі було порівняно ефективність новоствореної методики біосенсорного аналізу з біосенсором на основі фотолюмінесценції оксиду цинку. Біосенсор на основі явища поверхневого плазмонного резонансу виявився кращим у індикації поламінів у модельних розчинах та культурі клітин лінії раку грудної залози людини MCF-7 на 14-30% порівняно з біосенсором на основі фотолюмінесценції оксиду цинку. Окрім того, трасдюсер на основі золота здатен у 1,5-2 рази краще визначати поліаміни в культурі клітин і модельних розчинах. На останньому етапі досліджень було встановлено, що зсув резонансного кута в контрольних сироватках крові не перевищував меж у 5 -10 нг/мл, а у зразках крові хворих на рак грудної залози концентраціях поліамінів перебувала в діапазоні від 20 до 100 нг/мл, що перевищує фізіологічні рівні. За отриманими результатами розроблений біосенсорний метод дозволяє виявити як низькі, так і високі концентрації поліамінів. Новостворена біосенсорна платформа може виявляти поліаміни в розчині та в культурі клітин in vitro в наномолярних концентраціях, а також в сироватці крові, що робить її актуальною та перспективною для подальшого вдосконалення і використання.uk
dc.format.page21 с.uk
dc.identifier.citationПрилуцький, М. П. Розробка біосенсорних платформ та базових алгоритмів аналізу для експресної діагностики раку грудної залози людини в умовах in vitro : автореф. дис. … канд. біол. наук : 03.00.20 «Біотехнологія» / Прилуцький Максим Петрович. – Київ, 2020. – 21 с.uk
dc.identifier.urihttps://ela.kpi.ua/handle/123456789/36883
dc.language.isoukuk
dc.publisherКПІ ім. Ігоря Сікорськогоuk
dc.publisher.placeКиївuk
dc.subjectполіаміниuk
dc.subjectППРuk
dc.subjectбіосенсориuk
dc.subjectнаночастинкиuk
dc.subjectтрансдюсерuk
dc.subjectспермінuk
dc.subjectспермідинuk
dc.subjectпутресцинuk
dc.subjectpolyaminesuk
dc.subjectSPRuk
dc.subjectbiosensorsuk
dc.subjectnanoparticlesuk
dc.subjecttransduceruk
dc.subjectspermineuk
dc.subjectspermidineuk
dc.subjectputrescineuk
dc.subjectполиаминыuk
dc.subjectбиосенсорыuk
dc.subjectнаночастицыuk
dc.subjectсперминuk
dc.subjectспермидинuk
dc.subject.udc547.415.5:[616 006.6:612.6]uk
dc.titleРозробка біосенсорних платформ та базових алгоритмів аналізу для експресної діагностики раку грудної залози людини в умовах in vitrouk
dc.typeThesisuk

Файли

Контейнер файлів
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз
Назва:
Prylutskyi_aref.pdf
Розмір:
916.41 KB
Формат:
Adobe Portable Document Format
Опис:
Завантажити
Ліцензійна угода
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз недоступний
Назва:
license.txt
Розмір:
8.98 KB
Формат:
Item-specific license agreed upon to submission
Опис:
Завантажити

Зібрання

Автореферати (вільний доступ)