Παρασκευή έγχρωμων νανοσωματιδίων πυριτίου και συζευγμάτων αυτών με πρωτεΐνες : ανάπτυξη και εφαρμογές βιοασθητήρων τύπου ταινίας ξηρών αντιδραστηρίων

datacite.contributor.SupervisorΚαλογιάννη, Δέσποινα
datacite.contributor.SupervisorΧριστόπουλος, Θεόδωρος
datacite.contributor.SupervisorΧρυσοβαλάντω Ντεϊμεντέ
dc.contributor.authorΣαμολαδά, Ελένη
dc.contributor.otherSamolada, Eleni
dc.date.accessioned2024-02-12T11:38:43Z
dc.date.available2024-02-12T11:38:43Z
dc.date.issued2023-11-07
dc.degreemasterThesis
dc.description.abstractΟι βιοαισθητήρες τύπου ταινίας ξηρών αντιδραστηρίων αποτελούν σήμερα ένα εξαιρετικά χρήσιμο εργαλείο με πάρα πολλές εφαρμογές στην ιατρική, τον έλεγχο ποιότητας, καθώς και τη διασφάλιση της περιβαλλοντικής συμμόρφωσης. Η πολύ μεγάλη αναγνώρισή τους τα τελευταία χρόνια από το ευρύ κοινό οφείλεται στην ευχρηστία αυτών των αναλυτικών εργαλείων, στην έλλειψη ανάγκης εξειδικευμένων γνώσεων για τη χρήση τους, αλλά κυρίως λόγω της ταχείας λήψης αποτελεσμάτων χωρίς χρήση επιπρόσθετου εξοπλισμού για την επεξεργασία τους. Στην παρούσα μεταπτυχιακή διπλωματική εργασία περιγράφεται η πειραματική πορεία σύνθεσης έγχρωμων νασωματιδίων πυριτίου για χρήση τους ως ιχνηθέτη σε βιοαισθητήρα τύπου ταινίας ξηρών αντιδραστηρίων με σκοπό την ανίχνευση πρωτεϊνών και νουκλεϊκών οξέων. Ακόμη, αναπτύχθηκε βιοαισθητήρας που μέσω της ανίχνευσης νουκλεϊκών οξέων γίνεται προσδιορισμός της ύπαρξης νοθείας στο ελαιόλαδο από άλλα φυτικά έλαια. Η χρήση νανοσωματιδίων πυριτίου ως ιχνηθέτες για την ανάπτυξη αναλυτικών μεθόδων παρουσιάζει σημαντικά πλεονεκτήματα, όπως η ευκολία και η ταχύτητα σύνθεσής τους, η εύκολη παρασκευή συζευγμάτων τους με βιομόρια, η εξαιρετική τους σταθερότητα και η υδροφιλία τους. Επιπρόσθετα, χαρακτηρίζονται από αυξημένο λόγο επιφάνειας προς όγκο πλεονέκτημα που είναι σημαντικό για όλα τα νανοσωματίδια που αξιοποιούνται στην ανάπτυξη αναλυτικών μεθόδων καθώς παρέχεται έτσι υψηλή ανιχνευσιμότητα. Αρχικά, λοιπόν, πραγματοποιήθηκε η σταδιακή σύνθεση, χρώση και επιφανειακή τροποποίηση των νανοσωματιδίων πυριτίου ώστε να φέρουν καρβοξυλομάδες στην επιφάνειά τους. Ακολούθως, οι καρβοξυλομάδες αξιοποιήθηκαν με στόχο την βιοσύζευξη των νανοσωματιδίων με την πρωτεΐνη στρεπταβιδίνη και έγινε εφαρμογή των συζευγμάτων σε βιοαισθητήρα που έφερε ακινοτοποιημένη b-BSA στη ζώνη ελέγχου και μικροσφαιρίδια πολυστυρενίου συζευγμένα με ολιγονουκλεοτίδια dT(30) στη ζώνη δοκιμασίας. Μαζί με τα συζεύγματα SiNPs και στρεπταβιδίνης εφαρμόστηκε, ως δείγμα, και ποσότητα ολιγονουκλεοτιδίου poly(dA) που φέρει βιοτίνη για να διαπιστωθεί εάν τα συζεύγματα παρασκευάστηκαν επιτυχώς. Στο δεύτερο μέρος, πραγματοποιήθηκε ανάπτυξη βιοαισθητήρα για την ανίχνευση νοθείας στο ελαιόλαδο από φυτικά έλαια. Στη συγκεκριμένη εργασία επικεντρωθήκαμε στη βελτιστοποίηση των συνθηκών ανίχνευσης νοθείας από τα έλαια σογιέλαιο και σησαμέλαιο. Ειδικότερα, μείγματα ενισχυμένου DNA από φύλλα ελιάς, φασόλια σόγιας και σουσάμι υποβλήθηκαν στην αντίδραση επέκτασης εκκινητή, χρησιμοποιώντας PEXT εκκινητές ειδικούς για κάθε DNA-στόχο. Κατά την επέκταση των εκκινητών, στα προϊόντα της αντίδρασης ενσωματώθηκαν μόρια βιοτίνης, γεγονός κρίσιμο για την ανίχνευση των προϊόντων από τα συζεύγματα νανοσωματιδίων χρυσού και αντισώματος έναντι της βιοτίνης. Η ύπαρξη νοθείας επιβεβαιώνεται από την εμφάνιση ερυθρής κηλίδας στο σημείο της ζώνης δοκιμασίας όπου έχουν ακινητοποιηθεί μικροσφαιρίδια αναγνώρισης του συγκεκριμένου είδους νοθείας. Καταλήγοντας, με εφαρμογή των διμερών μιγμάτων ενισχυμένου DNA ελιάς και ενισχυμένου DNA από σόγια ή σουσάμι στον βιοαισθητήρα ανιχνεύθηκε νοθεία σε ποσοστό 10% για το σουσάμι και 5% για τη σόγια.
dc.description.sponsorshipΗ συγκεκριμένη Μεταπτυχιακή Διπλωματική Εργασία εκπονήθηκε στα πλάισια του ερευνητικού έργου «Καινοτόμα Μεθοδολογικά Εργαλεία για Ιχνηλασιμότητα, Πιστοποίηση και Έλεγχο Αυθεντικότητας Ελαιολάδου και Ελαίας» ακρωνύμιο «ΕΛΑΙΩΝ», που έχει ενταχθεί στη Δράση Εθνικής Εμβέλειας «ΕΡΕΥΝΩ-ΔΗΜΙΟΥΡΓΩ-ΚΑΙΝΟΤΟΜΩ Β’ ΚΥΚΛΟΣ», του Επιχειρησιακού Προγράμματος Επιχειρηματικότητα Ανταγωνιστικότητα και Καινοτομία (ΕΠΑνΕΚ).
dc.description.translatedabstractToday, dry reagent strip type biosensors are a very useful tool with many applications in medicine, quality control, as well as environmental compliance assurance. Their very high recognition in recent years by the public is due to the advantages of being very user-friendly, the lack of need for special knowledge, but mainly due to the rapid on-site response without the use of additional equipment for its processing. In this master's thesis, is described the experimental process for the synthesis of colored silica nanoparticles. The aim is to use them as a label in a dry reagent strip type biosensor for the purpose of proteins and nucleic acids detection. Furthermore, a biosensor was developed that, through the detection of nucleic acids, it determines the presence of adulteration in olive oil from other vegetable oils. The use of silica nanoparticles as labels for the development of analytical methods presents important advantages, such as their quick and easy process of synthesis, the simple preparation of their conjugates with biomolecules, their excellent stability and their hydrophilicity. In addition, they are characterized by an increased surface-to-volume ratio, an important advantage for all nanoparticles used in the development of analytical methods as it provides high detectability. Therefore, there was carried out a step-by-step synthesis, colorization and surface modification of silica nanoparticles to introduce carboxyl groups on their surface. Subsequently, the carboxyl groups were utilized in the bioconjugation process of the nanoparticles with the protein streptavidin. The resulting conjugates were later applied to a biosensor carrying b-BSA as the control zone and polystyrene microbeads conjugated with dT(30) oligonucleotides as the test zone. Along with the SiNPs and streptavidin conjugates, an amount of biotin-poly(dA) oligonucleotide was applied as a sample to determine if the conjugates had been successfully prepared. In the second part the thesis, a biosensor was developed to detect the adulteration of olive oil from vegetable oils. In this work we focused on the optimization of the adulteration detection conditions of soybean oil and sesame oil. Mixtures of amplified DNA from olive leaves, soybeans and sesame were subjected to the primer extension reaction, using PEXT primers specific for each DNA target. During the extension of the primers, biotin molecules were incorporated into the products, which is critical for their detection by the gold nanoparticle-anti-biotin antibody conjugates. The existence of adulteration is confirmed by the appearance of a red spot on the test zone where microspheres identifying the specific species of adulteration have been immobilized. In conclusion, applying the binary mixtures of amplified olive DNA and amplified DNA from soybean or sesame to the biosensor detected adulteration of 10% for sesame and 5% for soybean.
dc.identifier.urihttps://hdl.handle.net/10889/26504
dc.language.isoel
dc.subjectΝανοσωματίδια πυριτίου
dc.subjectΝοθεία ελαιολάδου
dc.subjectΑντίδραση επέκτασης εκκινητή
dc.subjectΒιοαισθητήρες τύπου ταινίας ξηρών αντιδραστηρίων
dc.subjectΝανοσωματίδια χρυσού
dc.subjectΦυτικά έλαια
dc.subject.alternativeSilica nanoparticles
dc.subject.alternativeOlive oil adulteration
dc.subject.alternativePrimer extension reaction
dc.subject.alternativeDry reagent strip type biosensors
dc.subject.alternativeGold nanoparticles
dc.subject.alternativeVegetable oils
dc.titleΠαρασκευή έγχρωμων νανοσωματιδίων πυριτίου και συζευγμάτων αυτών με πρωτεΐνες : ανάπτυξη και εφαρμογές βιοασθητήρων τύπου ταινίας ξηρών αντιδραστηρίων
dc.title.alternativeSynthesis of colored silica nanoparticles and their conjugates with proteins : development and applications of dry-reagent biosensors
Files
Original bundle
Now showing 1 - 1 of 1
Thumbnail Image
Name:
Master Thesis - Samolada Eleni.pdf
Size:
4.36 MB
Format:
Adobe Portable Document Format
Description:
License bundle
Now showing 1 - 1 of 1
No Thumbnail Available
Name:
license.txt
Size:
5.02 KB
Format:
Item-specific license agreed upon to submission
Description: