Išplėstinė paieška
 
 
 
Pradžia>Fizika>Biolustų substratų mikroformavimas ir tyrimas optinės ir atominės jėgos mikroskopijos metodais
   
   
   
naudingas 0 / nenaudingas 0

Biolustų substratų mikroformavimas ir tyrimas optinės ir atominės jėgos mikroskopijos metodais

  
 
 
1234567891011121314151617181920212223242526272829303132
Aprašymas

Įvadas. Literatūros apžvalga. Molekulinės sąveikos. Biolusto sensoriai – biologinės molekulės. Baltymai. Lipidai. Deoksiribonukleino rūgštys. Biolustų substratų gamyba. Mikroantspaudavimo metodas. Savitvarkių monosluoksnių gardelės. Lipidinių membranų gardelės. Naudojama aparatūra. Pagrindinė matavimo schema. Optinis epi-fluorescencinis mikroskopas. Atominės jėgos mikroskopas (AJM). Eksperimento metodika. Lipidinių membranų gardelių formavimas. Baltyminių gardelių formavimas ant savitvarkų monosluoksnių. Paklaidų skaičiavimas. Rezultatai ir jų aptarimas. Polidimetilsiloksano antspaudo charakterizavimas. Silicio paviršius po mikroantspaudavimo. Lipidinių membranų tyrimas ant mikrostruktūrizuotų plokštelių. Baltyminių plėvelių ant savitvarkių monosluoksnių tyrimas ir manipuliavimas AJM. Išvados. Santrauka. Summary.

Ištrauka

Nanotechnologija – fizikos, chemijos, biologijos ir inžinerijos suartėjimas, nanodarinių tyrimo ir kūrimo srityje. Nanotechnologijų tyrimų objektas šiuo atveju apima visus tiek gyvosios tiek negyvosios gamtos darinius, kurių matmenys yra 1-100 nm dydžio. Šios naujos mokslo šakos spartų vystymąsi nulėmė tai, kad nanomedžiagų savybės labai skiriasi nuo iš tų pačių atomų sudarytų makroobjektų.
Biologinis lustas – ant kieto substrato suformuota dvidimensinė biojutiklių (biosensorių) gardelė [1]. Priklausomai nuo biojutiklių tankio, biolustas gali lygiagrečiai atlikti tūkstančius biologinių reakcijų, todėl galima greitai testuoti didžiulius tiriamos medžiagos kiekius ir tuo pačiu drastiškai sumažinti bandinio ir laiko sąnaudas reikalingas analizei atlikti [11]. Biolustai vis plačiau taikomi įvairiose mokslo ir pramonės srityse, nuo genomo šifravimo, ligų diagnozavimo, naujų vaistų atradimo iki teismo medicinos ir bioterorizme naudojamų medžiagų aptikimo.
Rinkoje esančius biolustus sąlyginai galima suskirstyti į DNR (genetinius) ir baltyminius lustus. Genetinis biolustas susideda iš skirtinguose paviršiaus sektoriuose išdėstytų trumpų reportinių DNR sekų (1 paveikslas [11]). Toks lustas naudojamas komplementarių DNR sekų atpažinimui. Baltyminiai lustai naudojami baltymų atpažinimo reakcijose (antikūnas-antigenas, receptorius-ligandas, fermentas-substratas).
Konstruojant biologinius lustus būtina atsižvelgti į šiuos pagrindinius reikalavimus [1]:
1. Biosensoriai turi būti lokalizuoti, reikia žinoti kuriame taške koks sensorius, jie neturi tarpusavyje sąveikauti.
2. DNR ir baltymai, naudojami biolustų kūrime, turi išlikti aktyvūs ir išlaikyti savo funkciją. Tam kad baltymas, nedenatūruotų, reikia jam sukurti sąlygas imituojančias ląstelės aplinką.

Biosensorius ir substratas turi sąveikauti, bet ta sąveika neturi įtakoti biosensoriaus biologinės funkcijos. Sąveika negali būti per stipri, nes biomolekulė gali denatūruoti. Tai dažnai yra sunkiai suderinama ir todėl negali būti substrato, kuris tiktų visų tipų biosensoriams.
Šiuo metu komercializuotų biolustų gardelės matmenys yra keletas kvadratinių centimetrų, o vieno biosensoriaus skersmuo yra 100 mikronų eilės. Tobulėjant gardelių formavimo technologijoms ir didėjant signalų nuskaitymo aparatų jautrumui biosensorių tankis bioluste didėja, biosensoriaus matmenys mažėja, kol riboje vieną biosensorių sudarys viena biologinė molekulė. Šiame darbe buvo formuojami biologinių lustų substratai, tiriami ir vizualizuojami optinės, fluorescencinės ir atominės jėgos mikroskopijos metodais.
Šio darbo tikslai buvo:
• Išbandyti biolustų gamybos technologijas: mikroantspaudavimą, atominės jėgos mikroskopo nanolitografiją.
• Suformuoti apibrėžto dydžio:
a) lipidinių membranų struktūras ant silicio plokštelių.
b) baltymines struktūras ant savitvarkių monosluoksnių.
• Išnagrinėti ir išmokti naudotis šiuolaikine mikroskopijos įranga: optiniu fluorescenciniu ir atominės jėgos mikroskopais.
• Pagamintus biolustų substratus charakterizuoti optinės, fluorescencinės ir atominės jėgos mikroskopijos metodais.

Sąveikos tarp dviejų biomolekulių gali būti įvairios prigimties: vandenilinė, Van der Valso, hidrofobinė ir kitos, o molekulės viduje tarp atomų yra kovalentinė sąveika.
Kovalentinis ryšys susidaro tarp dviejų atomų, kai atstumai tarp jų yra labai maži. Šio ryšio energija yra didelė ir apytiksliai lygi 100-200 kJ/mol [7].
Vandenilinis ryšys atsiranda tarp atomų turinčių dalinius, teigiamą ir neigiamą, krūvius. Pavyzdžiui, baltymo molekulėje vandeniliniai ryšiai paprastai susidaro tarp aminorūgščių amino ir karboksilo grupių. Šios sąveikos energija yra nedidelė - 5 kJ/mol [7].
Van der Valso sąveika yra sąveika tarp dviejų elektrinių dipolių. Pastarieji ima veikti vienas kito elektroninius sluoksnius, sukeldami dipolio atsiradimą. Van der Valso jėgos būna orientacinės, indukcinės ir dispersinės [2]. Orientacinė sąveika veikia tarp polinių molekulių, indukcinė – tarp polinės ir nepolinės molekulės, kurioje pirmoji indukuoja dipolinį momentą. Dispersinės jėgos veikia tarp nepolinių molekulių. Van der Valso sąveikos yra silpnos, bet jos yra svarbios biomolekulės erdvinės struktūros palaikymui ir stabilumui.
Hidrofobinė sąveika atsiranda tarp molekulių ar cheminių grupių, kurios tarpusavyje sąveikauja stipriau negu su vandens molekulėmis. Ši sąveika būdinga nepolinėms molekulėms, kurios vandeninėje terpėje jungiasi į klasterius [7]. Hidrofobinės sąveikos yra silpnos, bet jų susidaro daug.
Biomolekulėms sąveikaujant paprastai pasireiškia visų tipų sąveikos, o sąveikų indėlis kiekvienu atveju gali būti skirtingas.
Adsorbcija – molekulės sąveika su paviršiumi. Sąveika, kurios metu sudaroma cheminė jungtis, vadinama chemisorbcija. Elektrostatinė sąveika tarp molekulės ir paviršiaus, kuri nesukelia elektronų tankio persiskirstymo, vadinama fizisorbcija [5]. ...

Rašto darbo duomenys
Tinklalapyje paskelbta2008-11-18
DalykasFizikos diplominis darbas
KategorijaFizika
TipasDiplominiai darbai
Apimtis28 puslapiai 
Literatūros šaltiniai14 (šaltiniai yra cituojami)
Dydis6.1 MB
AutoriusJulija
Viso autoriaus darbų5 darbai
Metai2006 m
Klasė/kursas4
Mokytojas/Dėstytojasdr. M.Gavutis
Švietimo institucijaVilniaus Universitetas
FakultetasFizikos fakultetas
Failo pavadinimasMicrosoft Word Biolustu substratu mikroformavimas ir tyrimas optines ir atomines jegos mikroskopijos metodais [speros.lt].doc
 

Komentarai

Komentuoti

 

 
[El. paštas nebus skelbiamas]

 
 
  • Diplominiai darbai
  • 28 puslapiai 
  • Vilniaus Universitetas / 4 Klasė/kursas
  • dr. M.Gavutis
  • 2006 m
Ar šis darbas buvo naudingas?
Taip
Ne
0
0
Pasidalink su draugais
Pranešk apie klaidą