Si(100) disk yüzeyine kovalent bağlı akıllı biyolojik aktiviteye sahip polimer katkılı molekül tasarımı

Abstract

Bu çalışmada, 12-Hidroksidodekonik asit (HDA), bis (3-aminopropil) sonlu poli (dimetilsiloksan) [NH2-(PDMS)n=2500-NH2], biyotin, streptavidin ve biyotinlenmiş Protein A moleküllerini içeren Si(100) yüzeyinde kovalent bağlı yeni bir çoklu tabaka sistemi oluşturuldu ve tasarlanan yüzeyler yönlendirilmiş immünoglobulin G (IgG) immobilizasyonu için kullanıldı. Bu moleküller şu sebeplerden dolayı seçilmiştir: 1) HDA molekülü hem iyi mekanik özelliklere hem de hidroksil ve karboksilik asit gibi iki farklı fonksiyonel gruba sahiptir. Bu nedenle kendiliğinden düzenlenen tek tabakaların (KDTT) hazırlanmasında sıklıkla kullanılan bir moleküldür. 2) NH2-(PDMS)n=2500-NH2 molekülü, yüksek zincir esnekliğine ve amin uç gruplarına sahip olması nedeniyle seçilmiştir. Bu esnek yapı sayesinde amin grupları biotin molekülü ile kolayca etkileşebilmektedir. 3) Biyotin (vitamin H) molekülü streptavidin molekülüne karşı çok yüksek bir bağlanma sabitine (Kayrılma=10-15 M) sahiptir. 4) Streptavidin bağlanması ile yüzeyler biyotinlenmiş Protein A immobilizasyonu için hazır hale getirilmiştir. 5) Protein A molekülü ise IgG molekülünün immobilizasyonu için kullanılan spesifik bir moleküldür. Hazırlanan çoklu tabakaların kalınlıkları spektroskopik elipsometre (SE) ile ölçülmüştür. Yüzeylerin karakteristik özellikleri hafifletilmiş toplam yansıtma Fourier dönüşümlü infrared spektroskopisi (ATR-FTIR), atomik kuvvet mikroskobu (AFM), flüoresans mikroskobu ve su değme açısı ölçümleri ile analiz edilmiştir. Bu sonuçlara göre; Protein A sonlu ve elipsometre bileşimli yüzeyler, immünosensör protein çip geliştirilmesinde önemli bir potansiyele sahip olacaktır.Anahtar Kelimeler: Nanoteknoloji, kendiliğinden düzenlenmiş tek tabakalar, protein çip, immünosensör

In this study, a novel multilayer system consisting of 12- hydroxydodecanoic acid (HDA), poly(dimethylsiloxane), bis(3- aminopropyl) terminated [NH2-(PDMS)n=2500-NH2], biotin, streptavidin, and biotinated Protein A covalently attached on Si(100) surface was formed and used for the oriented immobilization of immunoglobulin G (IgG). These molecules were chosen for the following reasons. 1) The HDA molecule has both good mechanical properties and two different functional groups such as hydroxyl and carboxylic acid. Therefore, it is one of the most useful molecule for the preparation of self-assembled monolayer (SAM). 2) NH2-(PDMS)n=2500-NH2 was selected as a flexible molecule with terminal amino groups and it has more freedom to tilt or bend for attachment of biotin to all of the available amino groups. 3) Biotin (vitamin H) has an extremely high binding constant (Kd=10-15 M) tetravalent streptavidin. 4) When streptavidin is bound to the overlayer, a biotinated Protein A is readily immobilized. 5) Biotinated Protein A is specific biomolecule for IgG immobilization. The thicknesses of the prepared multilayer systems were measured by spectroscopic ellipsometry (SE). The surface characteristics were analyzed by attenuated total reflectance fourier transform infrared spectroscopy (ATR-FTIR), atomic force microscopy (AFM), fluorescance microscopy and water contact angle measurements. As a result, the combination of ellipsometry and Protein A terminated surface will be possessored the potential to be further developed into an efficient immunosensor protein chip.Key Words: Nanotechnology, self-assembled monolayers, protein chip, immunosensor