Labmedya - Laboratuvar ve Sağlık Gazetesi

Karbon Nanotüp Biyosensörlerinin Basit Özelleştirilmesi

Araştırma ekibi, bir nanometreden daha küçük bir çapla karakterize edilen, karbon malzemeden oluşan boru şeklindeki nanosensörler kullandı. Görünür ışığa maruz kaldıktan sonra, karbon nanotüpler yakın kızılötesi spektrum içinde ışık emisyonu sergiler. İnsan gözü yakın kızılötesi ışığı algılayamaz. Bununla birlikte, bu frekans aralığı, diğer sinyallerin mevcudiyetindeki önemli azalma nedeniyle özellikle optik uygulamalar için uygundur. Sebastian Kruss ve ekibi tarafından yürütülen önceki araştırma, temel proteinleri tespit etmek amacıyla nanotüplerin floresansını değiştirme yeteneğini gösterdi. Araştırmacılar, çeşitli hedef moleküllerle uygulamalarını sağlamak için karbon sensörlerinin kolay bir şekilde özelleştirilmesi için bir yöntem belirlemeye çalıştılar.

Başarıya katkıda bulunan ana faktör, guanin kuantum kusurları içeren DNA yapılarının kullanılmasıydı. Süreç, nanotüpün kristal yapısında bir kusurun indüklenmesiyle sonuçlanan DNA bazlarının nanotübe bağlanmasını gerektirdi. Sonuç olarak, floresan nanotüplerde kuantum seviyesinde değişiklikler sergiledi. Ayrıca kusurun varlığı, belirli bir viral veya bakteriyel proteini ayırt etmek için benzersiz hedef moleküle göre özelleştirilebilen bir tespit modülünün dahil edilmesini kolaylaştıran moleküler bir mekanizma görevi gördü. Sebastian Kruss'a göre, bir yapı taşları sistemine benzer bir sensörün montajı, algılama ünitesinin DNA çapalarına bağlanmasıyla elde ediliyor. Özellikle, bu sensörün bireysel bileşenleri, bir insan saçı çapından yaklaşık 100.000 kat daha küçüktür.

Sensör Farklı Bakteri ve Viral Hedefleri Tanımlar

Yeni sensör yaklaşımı, bilim adamları tarafından açıklayıcı bir örnek olarak SARS CoV-2 spike proteini kullanılarak gösterildi. Bu hedef doğrultusunda araştırmacılar, SARS CoV-2'nin başak proteinine seçici olarak bağlanma yeteneğine sahip aptamerleri kullandılar. Aptamerler, bir katlanma sürecinden geçmiş nükleik asit zincirlerini, özellikle DNA veya RNA'yı ifade eder. Justus Metternich'e göre, proteinlere seçici bağlanma şekilleri ile kolaylaştırılır. Sonraki aşamada, yukarıda belirtilen prensibin uygulanmasını antikorlara veya alternatif saptama birimlerine genişletmek mümkündür.

Kaynaklar:

1)     Imasaka, T., Yoshitake, A. and Ishibashi, N. (1984) Semiconductor laser fluorimetry in the near-infrared region, Anal. Chem. 56, 1077–1079.

2)     Imasaka, T. and Ishibashi, N. (1988) Semiconductor laser fluorimetry: A review, Amer. Biotech. Lab. 6, 3435.

3)     Imasaka, T. and Ishibashi, N. (1990) Diode lasers and practical trace analysis, Anal. Chem. 62, 363A–371A.

Derleyen: Dalya Simay ERBAY