Biomolekyylien tunnistus nanoselluloosa-aptameeriantureilla

Thumbnail Image

Files

URL

Journal Title

Journal ISSN

Volume Title

Sähkötekniikan korkeakoulu | Bachelor's thesis
Electronic archive copy is available locally at the Harald Herlin Learning Centre. The staff of Aalto University has access to the electronic bachelor's theses by logging into Aaltodoc with their personal Aalto user ID. Read more about the availability of the bachelor's theses.
Unless otherwise stated, all rights belong to the author. You may download, display and print this publication for Your own personal use. Commercial use is prohibited.

Authors

Date

2024-09-06

Department

Major/Subject

Bioinformaatioteknologia

Mcode

ELEC3016

Degree programme

Sähkötekniikan kandidaattiohjelma

Language

fi

Pages

44

Series

Abstract

Biomolekyylien tarkka ja nopea mittaus on ratkaisevan tärkeää monilla aloilla. Terveydenhuollossa se on keskeinen tekijä sairauksien diagnostiikassa, seurannassa ja hoidossa. Elintarviketurvallisuudessa biomolekyylien pitoisuuksien mittaaminen takaa elintarvikkeiden laadun ja suojelee kuluttajia haitallisilta aineilta. Perinteisesti käytetyt mittausmenetelmät ovat usein hitaita, monimutkaisia ja kalliita. Ratkaisua on haettu bioantureista, jonka rakenneosien tarkalla valinnalla on mahdollista suunnitella tiettyyn käyttötarkoitukseen sopivia antureita. Tässä kandidaatintyössä tutkitaan biomolekyylejä mittaavia sähkökemiallisia nanoselluloosa-aptameeriantureita analysoimalla niiden eri rakenneosien vaikutusta anturien toimintaan. Työn tavoitteena on selvittää nanoselluloosan käyttömahdollisuuksia antureissa alustamateriaalina, arvioida jo kehitettyjen nanoselluloosa-aptameerianturien suorituskykyä sekä pohtia anturien tulevaisuudennäkymiä. Työ toteutettiin kirjallisuustutkimuksena. Sähkökemialliset aptameerianturit ovat osoittautuneet erittäin herkiksi, nopeiksi ja selektiivisiksi biomolekyylien tunnistamiseen. Anturit tunnistavat kohdemolekyylin aptameerien avulla. Niiden sitoutuminen kohdemolekyyliin aiheuttaa muutoksia sähkökemiallisissa ominaisuuksissa, joita mittaamalla saadaan määritettyä biomolekyylin pitoisuus näytteessä. Antureissa aptameerien alustoina käytetään usein nanomateriaaleja parantamaan anturien suorituskykyä ja helpottaamaan aptameerien kiinnitystä. Nanoselluloosa on selluloosasta saatava bioyhteensopiva, runsas ja uusiutuva nanomateriaali, jonka erityisominaisuudet kuten suuri ominaispinta-ala ja helppo kemiallinen muokattavuus mahdollistavat tehokkaiden ympäristöystävällisten anturien kehittämisen. Huonon sähkönjohtavuutensa takia sitä tulee yhdistää muihin materiaaleihin, jotta saadaan antureihin soveltuvia nanoselluloosakomposiitteja. Tarkastelun perusteella voidaan todeta, että nanoselluloosa-komposiitit soveltuvat erinomaisesti sähkökemiallisten aptameerianturien alustoiksi. Valmistetut anturit mittasivat monipuolisesti erilaisia biomolekyylejä. Nanoselluloosan komposiitteja käytettiin tukirakenteena, estämään häiritsevien aineiden kertymistä anturin pintaan, parantamaan aptameerien ja nanomateriaalien kiinnitystä anturiin sekä kasvattamaan anturin aktiivista pinta-alaa. Anturit olivat herkkiä ja selektiiviä ja myös niiden stabiilisuus parantui. Kuitenkin aptameereja pitää pystyä valmistamaan kustannustehokkaammin, nopeammin ja reaalimaailman tilanteisiin ja nanoselluloosan valmistusprosessien pitää olla energiatehokkaampia ja ympäristöystävällisempiä, ennen anturien laajamittaista käyttöönottoa.

Description

Supervisor

Turunen, Markus

Thesis advisor

Laurila, Tomi

Keywords

bioanturi, sähkökemia, aptameerianturi, aptameeri, nanoselluloosa, biomolekyyli

Other note

Citation

Permanent link to this item

https://urn.fi/URN:NBN:fi:aalto-202410016568

Collections

[kand] Sähkötekniikan korkeakoulu / ELEC