Příprava diskrétních biokonjugátů photon-upconversion nanočástic
Cíle projektu
Cílem tohoto projektu je příprava diskrétních biokonjugátů, tj. velmi dobře definovaných biokonjugátů, které na povrchu UCNP obsahují diskrétní počet biomolekul (protilátky, avidin, streptavidin). Hlavním předmětem zájmu přitom bude příprava diskrétní biokonjugátů, obsahujících právě jednu biomolekulu na povrchu právě jedné UCNP. Díky vysoké homogenitě těchto biokonjugátů na úrovni jednotlivých nanočástic budou tyto biokonjugáty velmi vhodné pro detekci jednotlivých biomolekul. Pro práci budou použity UCNP nanočástice tvořené nanokrystalickým NaYF4 dopovaným ionty Er3+, Yb3+, které připravujeme v rozsahu velikostí 10-50 nm. Povrchy UCNP s různým průměrem (10-50 nm) budou modifikovány silikátovou vrstvou. Tato silikátová vrstva umožní zakotvení směsné vrstvy několika funkčních skupin. Tyto skupiny (A) umožní kovalentní připojení biomolekul – primární aminové skupiny ( NH2), karboxylové skupiny ( COOH), maleimidové skupiny a azidové skupiny ( N3) a (B) budou modifikovat interakce biokonjugátů – sulfátové skupiny ( SO3-), terciární aminoskupiny ( N+(CH3)4), karboxylové skupiny ( COOH, obě role) a krátké jednotky polyethylenglykolu. Ačkoli jednomolekulové metody byly úspěšně implementovány s využitím běžných (Stokesových) fluorescenčních značek a jejich význam v analytické chemii i molekulární biologii stoupá, značnou komplikací zůstávají nízký poměr signál/šum, nízká fotostabilita a nestálost signálu v čase (blinking). Cílem tohoto projektu je příprava diskrétních biokonjugátů, tj. velmi dobře definovaných biokonjugátů, které na povrchu UCNP obsahují diskrétní počet biomolekul (protilátky, avidin, streptavidin). Hlavním předmětem zájmu přitom bude příprava diskrétní biokonjugátů, obsahujících právě jednu biomolekulu na povrchu právě jedné UCNP. Díky vysoké homogenitě těchto biokonjugátů na úrovni jednotlivých nanočástic budou tyto biokonjugáty velmi vhodné pro detekci jednotlivých biomolekul.
Klíčová slova
Veřejná podpora
Poskytovatel
Ministerstvo školství, mládeže a tělovýchovy
Program
COST CZ
Veřejná soutěž
COST CZ 5 (SMSM2015LD5)
Hlavní účastníci
Masarykova univerzita / Středoevropský technologický institut
Druh soutěže
VS - Veřejná soutěž
Číslo smlouvy
MSMT-33315/2015-1
Alternativní jazyk
Název projektu anglicky
Preparation of discrete photon-upconversion nanoparticle bioconjugates
Anotace anglicky
The single molecule methods have been successfully applied using conventional (Stokes-shifted) probes to address a number of biological questions. However, these applications are challenged by the difficulty to discriminate the signal of interest from the background noise and by the poor photostability or blinking of these dyes. The objectives of this project are to prepare well-defined bioconjugates of photon-upconversion nanoparticles (UCNPs, anti-Stokes emission) and the investigation of their applicability for the single molecule detection of protein markers (prostate specifc antigen). Such single molecule experiments are only feasible if no nanoparticle aggregation occurs and well-defined bioconjugates are applied. Therefore, UCNPs modified by single biomolecule will be designed, prepared and characterized. The practical application of those prepared bioconjugates will be evaluated within the network of COST Action CM1403 chaired by Dr. Hans-Heiner Gorris, University of Regensburg.
Vědní obory
Kategorie VaV
ZV - Základní výzkum
CEP - hlavní obor
CB - Analytická chemie, separace
CEP - vedlejší obor
EI - Biotechnologie a bionika
CEP - další vedlejší obor
BO - Biofyzika
OECD FORD - odpovídající obory
(dle převodníku)10406 - Analytical chemistry
10610 - Biophysics
20801 - Environmental biotechnology
20802 - Bioremediation, diagnostic biotechnologies (DNA chips and biosensing devices) in environmental management
20803 - Environmental biotechnology related ethics
20901 - Industrial biotechnology
20902 - Bioprocessing technologies (industrial processes relying on biological agents to drive the process) biocatalysis, fermentation
20903 - Bioproducts (products that are manufactured using biological material as feedstock) biomaterials, bioplastics, biofuels, bioderived bulk and fine chemicals, bio-derived novel materials
30401 - Health-related biotechnology
30402 - Technologies involving the manipulation of cells, tissues, organs or the whole organism (assisted reproduction)
30403 - Technologies involving identifying the functioning of DNA, proteins and enzymes and how they influence the onset of disease and maintenance of well-being (gene-based diagnostics and therapeutic interventions [pharmacogenomics, gene-based therapeutics])
30404 - Biomaterials (as related to medical implants, devices, sensors)
30405 - Medical biotechnology related ethics
40401 - Agricultural biotechnology and food biotechnology
40402 - GM technology (crops and livestock), livestock cloning, marker assisted selection, diagnostics (DNA chips and biosensing devices for the early/accurate detection of diseases) biomass feedstock production technologies, biopharming
40403 - Agricultural biotechnology related ethics
Hodnocení dokončeného projektu
Hodnocení poskytovatelem
V - Vynikající výsledky projektu (s mezinárodním významem atd.)
Zhodnocení výsledků projektu
Chemicky modifikované foton up-konverzní nanočástice různých velikostí, struktury a složení byly konjugovány s diskrétním počtem protilátek a jiných molekul. Vzniklé konjugáty byly použity pro detekci léčiva diklofenak ve vodě a proteinového markeru prostatického specifického antigenu v krevním séru a to analogově (spojitý analytický signál) i digitálně (počítání jednotlivých molekul).
Termíny řešení
Zahájení řešení
1. 1. 2016
Ukončení řešení
31. 12. 2017
Poslední stav řešení
U - Ukončený projekt
Poslední uvolnění podpory
24. 2. 2017
Dodání dat do CEP
Důvěrnost údajů
S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů
Systémové označení dodávky dat
CEP18-MSM-LD-U/01:1
Datum dodání záznamu
12. 6. 2018
Finance
Celkové uznané náklady
1 263 tis. Kč
Výše podpory ze státního rozpočtu
1 263 tis. Kč
Ostatní veřejné zdroje financování
0 tis. Kč
Neveřejné tuz. a zahr. zdroje finan.
0 tis. Kč
Uznané náklady
1 263 tis. Kč
Statní podpora
1 263 tis. Kč
0%
Poskytovatel
Ministerstvo školství, mládeže a tělovýchovy
CEP
CB - Analytická chemie, separace
Doba řešení
01. 01. 2016 - 31. 12. 2017