velikost textu

Voltammetric Determination of DNA Damage Caused by Genotoxic 2-Aminofluorene at a Carbon Film Electrode

Upozornění: Informace získané z popisných dat či souborů uložených v Repozitáři závěrečných prací nemohou být použity k výdělečným účelům nebo vydávány za studijní, vědeckou nebo jinou tvůrčí činnost jiné osoby než autora.
Název:
Voltammetric Determination of DNA Damage Caused by Genotoxic 2-Aminofluorene at a Carbon Film Electrode
Název v češtině:
Voltametrické stanovení poškození DNA způsobené genotoxickým 2-aminofluorenem na uhlíkové filmové elektrodě
Typ:
Bakalářská práce
Autor:
Mgr. Mária Faťarová
Vedoucí:
RNDr. Vlastimil Vyskočil, Ph.D.
Oponent:
prof. RNDr. Jiří Zima, CSc.
Id práce:
88148
Fakulta:
Přírodovědecká fakulta (PřF)
Pracoviště:
Katedra analytické chemie (31-230)
Program studia:
Klinická a toxikologická analýza (B1413)
Obor studia:
Klinická a toxikologická analýza (BKATA)
Přidělovaný titul:
Bc.
Datum obhajoby:
14. 6. 2011
Výsledek obhajoby:
Velmi dobře
Jazyk práce:
Angličtina
Klíčová slova:
2-Aminofluoren, Dvouvláknová DNA, Uhlíková filmová elektroda, Cyklická voltametrie, Square wave voltammetrie, Detekce poškození DNA
Klíčová slova v angličtině:
2-Aminofluorene, Double-stranded DNA, Carbon film electrode, Cyclic voltammetry, Square wave voltammetry, DNA damage detection
Abstrakt:
Abstrakt Velkoplošná uhlíková filmová elektroda (ls-CFE) představuje vhodnou alternativu ke komerčně dostupným jednorázovým sítotiskovým uhlíkovým pracovním elektrodám. Jejími hlavními výhodami jsou její jednoduchá, rychlá a levná příprava, jednoduchá mechanická obnova elektrodového povrchu (otřením starého filmu o filtrační papír a vytvořením filmu nového), dobrá reprodukovatelnost měření, odstranění problémů spojených s ”historií elektrody“ a jednoduchá chemická modifikace. V této bakalářské práci je ls-CFE použita k přípravě jednoduchého elektroche- mického DNA biosenzoru pro detekci karcinogenního environmentálního polutantu – 2-aminofluorenu (2-AF). Složení suspenze uhlíkového inkoustu bylo optimalizováno a testováno pomocí redoxního systému Fe2+/Fe3+ užitím cyklické voltametrie. Vel- koplošná pevná elektroda pokrytá uhlíkovým filmem o optimálním složení byla tes- tována jako přenašeč elektronického signálu pro přípravu (pomocí dvouvláknové DNA (dsDNA)) elektrochemického DNA biosenzoru (dsDNA/ls-CFE). Elektrochemické chování dsDNA přítomné v měřeném základním elektrolytu (octa- nový pufr o pH 4,7 a koncentraci 0,1 mol.L−1) nebo navázané na povrchu ls-CFE (na- nesením zásobního roztoku dsDNA a ponecháním zaschnout) bylo zkoumáno pomocí square wave voltametrie (SWV). Oba výše uvedené přístupy byly testovány na základě oxidačních voltametrických odezev guaninových a adeninových zbytků. Mnohem lepších výsledků bylo dosaženo s dsDNA navázanou na povrchu ls-CFE, a proto byly takto vy- tvořené DNA biosenzory poté použity pro zkoumání interakce dsDNA s genotoxickým 2-AF. Interakce dsDNA s 2-AF byla zkoumána jak za použití SWV, tak i CV na dsDNA/ls-CFE. Při použití SWV na dsDNA/ls-CFE byl pozorován po interakci dsDNA s 2-AF pokles proudu píků guaninových i adeninových zbytků, což pouka- zuje na dobře známou interkalaci analytu do struktury dsDNA, která způsobuje zlomy ve vláknech dsDNA. Navíc byla silná vazebná interakce 2-AF s dsDNA potvrzena i pozorováním zvýšené SWV odezvy 2-AF v důsledku jeho akumulace do dsDNA; tento jev bude v budoucím výzkumu využit ke zvýšení citlivost stanovení 2-AF na dsDNA/ls-CFE oproti stanovení na nemodifikované ls-CFE. Dále byla zkoumána pomocí redoxního systému Fe2+/Fe3+ a užitím CV nepřímá detekce poškození DNA způsobeného 2-AF. Získané výsledky potvrdily, že interakce dsDNA s 2-AF způsobuje poškození dsDNA, což vede ke vzniku zlomu vláken a desorpci DNA z povrchu elektrody.
Abstract v angličtině:
Abstract A large-surface carbon film electrode (ls-CFE) represents a suitable alternative to the commercially available disposable screen-printed carbon working electrodes. Its simple, fast and inexpensive preparation, simple mechanical renewal of the electrode surface (by wiping off the old film with filter paper and forming a new one), good repro- ducibility of measurements, elimination of problems connected with “electrode history” and simple chemical modification are its main advantages. In this Bachelor Thesis, the utilization of ls-CFE for the preparation of a simple elec- trochemical DNA biosensor for the detection of carcinogenic environmental pollutant, 2-aminofluorene (2-AF), is presented. The composition of carbon ink suspension was optimized and tested using a Fe(II)/Fe(III) redox system by cyclic voltammetry (CV). A large-surface solid electrode, covered by a carbon film of the optimum composition, was then used as a transducer for the preparation of double stranded DNA (dsDNA) based electrochemical DNA biosensor (dsDNA/ls-CFE). The electrochemical behavior of dsDNA (i) present in the measured supporting electrolyte (0.1 mol.L−1 acetate buffer of pH 4.7) or (ii) attached at the ls-CFE surface (by covering with dsDNA stock solution and leaving to dry) was investigated using square wave voltammetry (SWV). On the basis of oxidative voltammetric responses of guanine and adenine moieties, both above mentioned approaches were tested. Much better results were obtained using a dsDNA attached at the ls-CFE surface and, there- fore, thus prepared DNA biosensors were then used for the investigation of interaction of dsDNA with genotoxic 2-AF. The interaction of dsDNA with 2-AF was investigated using both SWV and CV at dsDNA/ls-CFE. Using SWV at dsDNA/ls-CFE, the decrease of peak currents of guan- ine and adenine moieties was observed (after interaction of dsDNA with 2-AF), in- dicating a well known intercalation of the analyte into the dsDNA structure causing dsDNA strand breaks. Moreover, a strong binding interaction of 2-AF with dsDNA was confirmed by observation of enhanced SWV response of 2-AF accumulated into the dsDNA; this phenomenon will be used in further investigations to increase the sens- itivity of the determination of 2-AF at dsDNA/ls-CFE in contrast to unmodified ls-CFE. An indirect detection of DNA damage caused by 2-AF was investigated using Fe(II)/Fe(III) redox system by CV. The obtained results confirmed that the interac- tion of dsDNA with 2 AF caused a dsDNA damage, leading to the formation of strand breaks and desorption of DNA fragments from the electrode surface.
Dokumenty
Stáhnout Dokument Autor Typ Velikost
Stáhnout Text práce Mgr. Mária Faťarová 1.16 MB
Stáhnout Abstrakt v českém jazyce Mgr. Mária Faťarová 16 kB
Stáhnout Abstrakt anglicky Mgr. Mária Faťarová 15 kB
Stáhnout Posudek vedoucího RNDr. Vlastimil Vyskočil, Ph.D. 189 kB
Stáhnout Posudek oponenta prof. RNDr. Jiří Zima, CSc. 85 kB
Stáhnout Záznam o průběhu obhajoby doc. RNDr. Zuzana Bosáková, CSc. 81 kB