Receptoren op basis van "molecular imprinting", de synthese van nieuwe materiaalconcepten voor biosensoren

Abstract

Biosensoren zijn analytische toestellen, die een biologisch of een biologisch gebaseerd herkenningssysteem bezitten, dat geïntegreerd is in een transducerlaag. Gedurende deze stage was het de bedoeling nieuwe materialen te synthetiseren voor een nieuw biosensorconcept. De herkenningslaag van dit type biosensor bestaat uit MIPs (molecular imprinted polymers). De MIP-eigenschappen zijn te vergelijken met antilichamen daar ze hun targetmolecule selectief en met grote affiniteit binden. Voor de synthese van MIPs wordt gekozen voor een reeds bestaand MIP-protocol, namelijk een MIP voor L-nicotine. Deze MIP wordt opgebouwd uit methacrylzuur, als functioneel monomeer en EGDM, als crosslinker. Chloroform wordt gebruikt als porogen om de waterstofbruggen van het pre-polymerisatie complex optimaal te stabiliseren. De MIP-synthese verloopt volgens een UV-licht geïnitieerde radicalaire polymerisatie waar AIBN als initiator wordt gebruikt. Om de MIPs te karakteriseren wordt een “batch rebinding” experiment uitgevoerd waaruit blijkt dat MIP 5 de beste MIP voor Lnicotine is met een bindingsconstante van 8,3384 mM-1. De synthese van MIPs als herkenningsstructuur voor biosensortoepassingen was een eerste grote doel. Het maken van een transducerlaag omvat het tweede grote doel van de stage. De transducerlaag bestaat uit PPV’s, die interessant zijn vanwege hun elektrische en fluorescente eigenschappen. In de eerste fase van het MIP gebaseerde biosensor onderzoek wordt gebruik gemaakt van OC1C10 PPV. Dit PPV wordt verwarmd tot boven de Tg en de MIP-partikels worden erin gedrukt. Op deze manier is de herkenningslaag geïmmobiliseerd in de transducerlaag. De binding van het L-nicotine met de herkenningslaag zal een verandering teweeg brengen in de weerstand van deze laag die impedimetrisch uitgelezen wordt. De functie van de transducerlaag is hier eerder passief te noemen daar ze enkel als een elektrisch geleidende lijm gebruikt wordt. Er wordt ook onderzoek gedaan naar een koppeling van zuur gefunctionaliseerd PPV met een amine met vrijstaande dubbele binding. Dit met het oog op een covalente binding tussen MIP en PPV tijdens de radicalaire polymerisatie. Deze koppeling zou een nieuwe manier zijn om tot een optisch uitleesbare biosensor te komen. Binding van L-nicotine aan de MIPs zou de fluorescentie van het PPV quenchen. Dit lijkt des te aanlokkelijker daar, bij quenching van de fluorescentie in PPV, een amplificatie-effect optreedt, waarbij alle ”chromoforen” op de keten uitgeschakeld worden. Dit zou een nieuw type MIP gebaseerde fluorescentie biosensor zijn. In deze stage zijn de eerste stappen naar een dergelijke biosensor gezet.