Tato diplomová práce je zaměřena na přípravu elektrochemického imunosenzoru pro detekci bakteriálních buněk, konkrétně Salmonella spp., a Campylobacter jejuni. Systém je založený na principu heterogenní imunoanalýzy, který využívá primární protilátky pro izolaci bakteriálních buněk, imobilizované na magnetickém nosiči, a sekundární protilátky, značené vybranými nanočásticemi, které umožňují následnou elektrochemickou detekci. Nejprve byly optimalizovány postupy pro přípravu magnetického nosiče pro izolaci bakteriálních buněk ze vzorku. Pro značení protilátek pak byly zvoleny CdTe nebo PbS kvantové tečky (QDs) kombinované se silika nanočásticemi. Kromě kvantových teček byly testovány i zlaté nanočástice (AuNPs) a také polymerní dendrony, jako alternativa silika nanočástic. Stanovení probíhalo na tištěných tříelektrodových senzorech s uhlíkovou pracovní elektrodou pomocí square wave anodické, resp. katodické rozpouštěcí voltametrie jako detekční metody.
Anotace v angličtině
This diploma thesis is focused on preparation of electrochemical immunosensor for detection of whole bacterial cells, specifically Salmonella spp., and Campylobacter jejuni. The system is based on the principle of heterogeneous immunoassay that uses primary antibodies immobilized on a magnetic carrier and secondary labelled antibodies which enable subsequent electrochemical detection. Firstly, procedures for preparing a magnetic carrier for isolation of bacterial cells from the sample were optimized. CdTe or PbS quantum dots (QDs) combined with silica nanoparticles were then selected for antibody labelling. Next to QDs, gold nanoparticles (AuNPs) were tested, and also polymer dendrons as an alternative to silica nanoparticles. Electrochemical detection was carried out on screen-printed three-electrode sensors with carbon working electrode and square wave anodic or cathodic stripping voltammetry as detection method.
Tato diplomová práce je zaměřena na přípravu elektrochemického imunosenzoru pro detekci bakteriálních buněk, konkrétně Salmonella spp., a Campylobacter jejuni. Systém je založený na principu heterogenní imunoanalýzy, který využívá primární protilátky pro izolaci bakteriálních buněk, imobilizované na magnetickém nosiči, a sekundární protilátky, značené vybranými nanočásticemi, které umožňují následnou elektrochemickou detekci. Nejprve byly optimalizovány postupy pro přípravu magnetického nosiče pro izolaci bakteriálních buněk ze vzorku. Pro značení protilátek pak byly zvoleny CdTe nebo PbS kvantové tečky (QDs) kombinované se silika nanočásticemi. Kromě kvantových teček byly testovány i zlaté nanočástice (AuNPs) a také polymerní dendrony, jako alternativa silika nanočástic. Stanovení probíhalo na tištěných tříelektrodových senzorech s uhlíkovou pracovní elektrodou pomocí square wave anodické, resp. katodické rozpouštěcí voltametrie jako detekční metody.
Anotace v angličtině
This diploma thesis is focused on preparation of electrochemical immunosensor for detection of whole bacterial cells, specifically Salmonella spp., and Campylobacter jejuni. The system is based on the principle of heterogeneous immunoassay that uses primary antibodies immobilized on a magnetic carrier and secondary labelled antibodies which enable subsequent electrochemical detection. Firstly, procedures for preparing a magnetic carrier for isolation of bacterial cells from the sample were optimized. CdTe or PbS quantum dots (QDs) combined with silica nanoparticles were then selected for antibody labelling. Next to QDs, gold nanoparticles (AuNPs) were tested, and also polymer dendrons as an alternative to silica nanoparticles. Electrochemical detection was carried out on screen-printed three-electrode sensors with carbon working electrode and square wave anodic or cathodic stripping voltammetry as detection method.
Teoretická část: Vypracovat teoretickou rešerši o možnosti stanovení patogenních mikroorganismů vyskytujících se v potravinách pomocí elektrochemických biosenzorů. V první části se zaměřit na nejčastěji se vyskytující patogeny v potravinách a jejich popis. V další části stručně popsat, co jsou to biosenzory a z jakých se skládají částí. Stěžejní částí by pak měly být konkrétní příklady využití elektrochemických biosenzorů, se zaměřením na imunosenzory, pro analýzu/průkaz bakteriální kontaminace potravin. Hlavní zaměření by mělo být na detekci celých bakteriálních buněk, menší část pak na možnost stanovení pomocí detekce bakteriální DNA.
Experimentální část:
Příprava magnetických nosičů s imobilizovanými specifickými protilátkami proti vybraným bakteriím (Salmonella ssp., Campylobacter jejuni). Optimalizace podmínek imobilizace, verifikace účinnosti imobilizace pomocí SDS-PAGE.
Příprava protilátek značených kvantovými tečkami nebo zlatými nanočásticemi. Optimalizace podmínek přípravy, verifikace pomocí SDS-PAGE a elektrochemicky.
Square wave anodická/katodická rozpouštěcí voltametrie kvantových teček a zlatých nanočástic.
Izolace bakteriálních buněk ze vzorku s následnou detekcí pomocí značených protilátek, optimalizace množství jednotlivých reagencií.
Elektrochemická detekce celého imunokomplexu.
Mikrobiologická konfirmace záchytu bakteriálních buněk ze vzorku, vyhodnocení účinnosti.
Zásady pro vypracování
Teoretická část: Vypracovat teoretickou rešerši o možnosti stanovení patogenních mikroorganismů vyskytujících se v potravinách pomocí elektrochemických biosenzorů. V první části se zaměřit na nejčastěji se vyskytující patogeny v potravinách a jejich popis. V další části stručně popsat, co jsou to biosenzory a z jakých se skládají částí. Stěžejní částí by pak měly být konkrétní příklady využití elektrochemických biosenzorů, se zaměřením na imunosenzory, pro analýzu/průkaz bakteriální kontaminace potravin. Hlavní zaměření by mělo být na detekci celých bakteriálních buněk, menší část pak na možnost stanovení pomocí detekce bakteriální DNA.
Experimentální část:
Příprava magnetických nosičů s imobilizovanými specifickými protilátkami proti vybraným bakteriím (Salmonella ssp., Campylobacter jejuni). Optimalizace podmínek imobilizace, verifikace účinnosti imobilizace pomocí SDS-PAGE.
Příprava protilátek značených kvantovými tečkami nebo zlatými nanočásticemi. Optimalizace podmínek přípravy, verifikace pomocí SDS-PAGE a elektrochemicky.
Square wave anodická/katodická rozpouštěcí voltametrie kvantových teček a zlatých nanočástic.
Izolace bakteriálních buněk ze vzorku s následnou detekcí pomocí značených protilátek, optimalizace množství jednotlivých reagencií.
Elektrochemická detekce celého imunokomplexu.
Mikrobiologická konfirmace záchytu bakteriálních buněk ze vzorku, vyhodnocení účinnosti.
Seznam doporučené literatury
Odborná literatura týkající se dané problematiky, z většiny ne starší než 7 let. Vědecké články dostupné v databázích Scopus, Web of science, PubMed, Sciencedirect.
Seznam doporučené literatury
Odborná literatura týkající se dané problematiky, z většiny ne starší než 7 let. Vědecké články dostupné v databázích Scopus, Web of science, PubMed, Sciencedirect.
Přílohy volně vložené
-
Přílohy vázané v práci
-
Převzato z knihovny
Ne
Plný text práce
Přílohy
Odůvodnění nezveřejnění VŠKP
Posudek(y) oponenta
Hodnocení vedoucího
Záznam průběhu obhajoby
Studentka seznámila členy zkušební komise s obsahem své diplomové práce, poté byla seznámena s posudky vedoucího a oponenta diplomové práce. Studentka odpověděla na otázky oponenta diplomové práce a členů zkušební komise.