Využitie aptamérov na detekciu baktérií
| Authors: |
Veronika Oravczová 1
Marek Tatarko 1
Tibor Hianik 1
1 Fakulta matematiky, fyziky a informatiky Univerzity Komenského, Bratislava, Slovenská republika |
|---|---|
| Year: | 2020 |
| Section: | Biophysics, mathematical modeling, biostatistics |
| Abstract No.: | 1902 |
| ISBN: | 978-80-972360-6-9 |
Včasná detekcia patogénov nachádzajúcich sa v potravinách je dôležitá pre zabezpečenie potravinovej bezpečnosti. Komerčné metódy využívané v súčasnosti sú zdĺhavé. Potvrdenie negatívnej vzorky trvá 72 hodín a až týždeň pre potvrdenie pozitívnej vzorky. Okrem typických metód využívajúcich kultiváciu živých buniek schopných tvorbe kolónií, sa využívajú aj metódy real-time PCR (polymerase chain reaction), ELISA (Enzyme-Linked Immunosorbent Assay) alebo ELFA (Enzyme-Linked Flurescent Assay). Ich nevýhodou však sú vysoké opakujúce sa náklady a taktiež v prípade PCR aj fakt, že podáva informácie aj o usmrtených bunkách. Práve preto je nutné vyvinúť technológiu, ktorá bude lacná, rýchla, jednoduchá a dostatočne presná. Biosenzory v kombinácií s aptamérmi ponúkajú takéto možnosti.
Práca je zameraná na vývoj a testovanie biosenzora na báze DNA aptamérov na detekciu patogénnych baktérií Listeria innocua pomocou metódy kryštalických mikrováh (QCM - quartz crystal microbalance). Aptasenzor bol vytvorený na povrchu piezokryštálu, ktorý po aplikovaní vysokofrekvenčného napätia začína kmitať v strižnom móde s určitou frekvenciou. Zmena hmotnosti citlivej vrstvy vedie k zmene frekvencie, čo umožňuje detekciu interakcií na povrchu piezokryštálu. Pre detekciu Listeria innocua bol použitý aptamér špecifický pre rod Listeria spp, do ktorého spadá 16 poddruhov, z toho 3 sú vylúčené, nakoľko ich štruktúra antigénov sa odlišuje od ostatných druhov (L. murrayi, L. grayi, L.ivanovii).
Zistili sme, že pri interakcií buniek Listeria innocua s aptamérom špecifickým pre Listeria spp. došlo k zníženiu rezonančnej frekvencie. Taktiež sme zistili, že aptamér je preukázateľne špecifický pre Listeria innocua, nakoľko nereagoval na prítomnosť baktérie E. coli, s ktorou majú Listeria spp. totožné niektoré parciálne antigény a tým spôsobujú skrížené reakcie v sérologických testoch. Pripravený aptasenzor preukázal dobrú citlivosť a špecifickosť k detekcií Listeria innocua v reálnom čase, s časom detekcie 30 min. Limit detekcie bol približne 1.6 x 103 CFU/ml.