Immobilization of his-tagged human kappa opioid receptor on a cantilever array biosensor for detection of narcotics in bodily fluids

Abstract

Biyosensörler, kimyasal ve biyolojik moleküller arasındaki etkileşimleri gözlemlemek ve yeni molekülleri bulmak üzere kullanılabilecek önemli cihazlardır. Biyolojik moleküllerin yüzeye sabitlenmesi, biyosensör üretiminde krtitik rol oynamaktadır. Bu çalışmada, insan ? opioid almaçlarının (hKOR) biyosensör alanında yeni bir uygulama olan insan vücut sıvılarından uyuşturucu tayini yapılması amacıyla yüzey işlevselleştirilmesi gerçekleştirilmiştir. Bu amaçla, almaçlar ilk olarak ifade vektörlerine klonlanıp Escherichia coli'de ifade ettirilmiştir. Daha sonra, rekombinant hKOR affinite kromatografi yöntemi ile saflaştırılıp, biyosensör yüzeyine tiyol ve Ni-NTA grupları aracılığı ile sabitlenmiştir. Başarıyla yüzeye sabitlenen almaçlar flurosan mikroskobu ile görüntülenmiştir. Altı histidin ile işaretlenmiş hKOR ve histidin antikoru arasındaki protein- antikor etkileşimi doğrudan ve etiket gerektirmeyen bir yöntemle gösterilmiştir.

Biosensors are promising devices for detecting interactions between both chemical and biological molecules and exploring a novel molecule. The immobilization of biological molecules on surfaces has a crucial role in the fabrication of biosensors. This study presents functionalization of human ? opioid receptor (hKOR) for a novel biosensor application to detect drug molecules from human bodily fluids. For this purpose, the receptor was first cloned to expression vectors and expressed in Escherichia coli. Then, recombinant hKOR was purified by affinity chromatography. For the first time, the purified receptor was immobilized on the micro-fabricated cantilever array biosensor via thiol groups and Ni-NTA complex. The immobilization of the receptors was verified with fluorescence microscopy. A specific and label-free detection of interaction between hexa-histidine tagged hKOR and his-antibody has been demonstrated.