E-Locus - Ιδρυματικό Καταθετήριο Πανεπιστημίου Κρήτης

Αρχική Συλλογές Σχολή/Τμήμα Σχολή Θετικών και Τεχνολογικών Επιστημών Τμήμα Επιστήμης και Τεχνολογίας Υλικών Διδακτορικές διατριβές

Διδακτορικές διατριβές

Εντολή Αναζήτησης : Συγγραφέας="Κοπιδάκης" Και Συγγραφέας="Γεώργιος"

Τρέχουσα Εγγραφή: 73 από 81

[Προσθήκη στο καλάθι]

Κωδικός Πόρου

000355143

Τίτλος

Development of a multi-analyte acoustic biosensing platform for clinical diagnostics

Άλλος τίτλος

Ανάπτυξη ακουστικού βιοαισθητήρα πολλαπλής ανάλυσης για κλινική διαγνωστική

Συγγραφέας

Μητσακάκης, Κωνσταντίνος Γ

Σύμβουλος διατριβής

Φυτάς, Γεώργιος

Περίληψη

Η παρούσα εργασία εστιάζεται στην ανάπτυξη ενός βιοαισθητήρα ανίχνευσης πολλαπλών δειγμάτων, βασισμένου σε μικροδιατάξεις επιφανειακών ακουστικών κυμάτων (SAW). Η καινοτομία της ιδέας βρίσκεται στον τρόπο επίτευξης της πολλαπλότητας ανάλυσης: αντί του «παραδοσιακού» τρόπου της χρήσης μιας συστοιχίας από αισθητήρες, εδώ η πολλαπλότητα επιτυγχάνεται μέσω της διαμερισματοποίησης της επιφάνειας ενός μόνο αισθητήρα σε υποπεριοχές, γεγονός που επάγεται από τη χρήση μικρορευστομηχανικών διατάξεων. Αρχικά επιλέχθηκε η κατάλληλη μικροδιάταξη αισθητήρα SAW ανάμεσα σε δώδεκα διαφορετικές διαμορφώσεις (οι οποίες διέφεραν ως προς το υπόστρωμα, τη συχνότητα λειτουργίας και το πάχος του κυματοδηγού) χρησιμοποιώντας διαφορετικής φύσεως υλικά (με ελαστικό, ιξώδη και ιξωδοελαστικό χαρακτήρα) για το χαρακτηρισμό. Τελικά χρησιμοποιήθηκε μια διάταξη διπλού αισθητήρα με υπόστρωμα χαλαζία στα 155 MHz και με πάχος κυματοδηγού 0.70 μm. Ακολούθως, σχεδιάστηκε η μικρορευστομηχανική διάταξη/κυψελίδα, με γνώμονα την ευελιξία και απλότητα στη χρήση του συστήματος και λαμβάνοντας υπόψη λειτουργικούς και γεωμετρικούς περιορισμούς που επιβάλλονταν από τη μικροδιάταξη του διπλού αισθητήρα. Η μέθοδος κατασκευής της κυψελίδας ήταν η λιθογραφία μαλακής ύλης του υλικού PDMS (τα βασικά βήματα της οποίας ήταν η ταχεία δημιουργία πρωτοτύπου και η αντιγραφή του εκμαγείου) με την οποία κατασκευάστηκαν και δοκιμάστηκαν επιτυχώς κυψελίδες με 3, 4, και 5 κανάλια. Η επαναληψιμότητα και η ευαισθησία ελέγχθηκαν χρησιμοποιώντας υδατικά διαλύματα γλυκερόλης και κάποιες συνήθεις πρωτεΐνες (νιουτραβιδίνη και βιοτινυλιωμένη BSA, protein G και IgG). Η απόκλιση του σήματος μεταξύ των σχηματισμένων υποπεριοχών ήταν μικρότερη από 10% σε όλες τις περιπτώσεις. Η απόδειξη της λειτουργίας του μικροσυστήματος ως πολυ-δειγματικού αναλυτή, έγινε με χρήση τεσσάρων διαφορετικών βιοτινυλιωμένων πρωτεϊνών. Κάθε πρωτεΐνη εισήλθε σε έναν υποχώρο του μικροσυστήματος και ανιχνεύθηκε η αλληλεπίδρασή της με την ήδη προσροφημένη νιουτραβιδίνη. Η ανεξάρτητη ανίχνευση των βιομορίων στους υποχώρους καθώς και η ανάλυση της κινητικής τους έγιναν με επιτυχία. Η αξιοποίηση του μικροσυστήματος στο μέγιστο βαθμό του πραγματοποιήθηκε όταν δύο διαφορετικοί υποδοχείς προ-ακινητοποιήθηκαν στους δύο αισθητήρες και τέσσερα διαφορετικά δείγματα εισήχθησαν στα μικροκανάλια. Έτσι ανιχνεύθηκαν συνολικά 8 διαφορετικές αλληλεπιδράσεις. Η εφαρμογή του μικροσυστήματος σε δείγματα κλινικού ενδιαφέροντος πραγματοποιήθηκε με χρήση καρδιακών δεικτών, όπου η ανίχνευση έγινε μέσω της αλληλεπίδρασης αντιγόνου-αντισώματος. Οι τέσσερις δείκτες (CK-MB, CRP, Ddimer, και PAPP-A) αναλύθηκαν σε διάφορες συγκεντρώσεις, διερευνήθηκαν τα όρια λειτουργίας του μικροσυστήματος, και έγινε συσχετισμός με πραγματικές κλινικές τιμές. Επίσης, επιτεύχθηκε επιλεκτική ανίχνευση των πρωτεϊνών μέσα από ένα μίγμα όλων των διαθέσιμων δεικτών. Τέλος, από τα πειράματα που έγιναν με όλα τα βιομόρια, προέκυψαν συμπεράσματα και ενδιαφέροντα δεδομένα σχετικά με το συσχετισμό του ακουστικού κύματος με ιδιότητες των βιομορίων (το μοριακό τους βάρος και την ιξωδοελαστική τους φύση).

Φυσική περιγραφή

169 σ. : έγχρ. εικ. ; 30 εκ.

Γλώσσα

Αγγλικά

Θέμα

acoustic biosensor

cardiac markers

diagnostic microsystems

microfluidics

multi-analyte detection

viscoelastic properties

ακουστικός βιοαισθητήρας