Skräddarsydda ytor

Skräddarsydda ytor för bioigenkänning, bioanalys och avkänningsapplikationer

Vår forskning inkluderar utveckling av nya sensorer och analytiska tekniker baserade på nya immobiliserade lipidstrukturer såsom stödda lipidmembran, immobiliserade liposomlager och immobiliserade lipodiskar. Dessa lipidstrukturer består av ett dubbelskikt av lipider som liknar det som finns i det levande cellmembranet. Antikroppar, receptorer och andra relevanta molekyler kan bäddas in eller fästas på lipidmembranet, vilket ger det avkänningsförmåga. Dessutom kan själva lipidmembranet interagera med molekyler i lösning och producera ett mätbart svar när lämplig teknik används.

Följande är de huvudsakliga projekten som genomförs inom detta ämne:

Association av antimikrobiella peptider med immobiliserade lipodiskar

Antimikrobiella peptiders affinitet till lipodiskar kännetecknas av att lipodiskarna immobiliseras på QCM-D-sensorer. Bindningen av peptiderna till lipodiskarna registreras som förskjutningar i oscillationsfrekvensen, som i sin tur är relaterade till mängden peptid som är bunden till disken. Associationsisotermer kan således erhållas. Detta möjliggör optimering och noggrann design av peptidladdade lipodiskar för terapeutiska tillämpningar.

Lipodisk och proteolipodisk kromatografi

Lipodisks kan kopplas kovalent till porösa kiseldioxidpartiklar lämpliga för HPLC. De resulterande kromatografikolonnerna kan användas för att studera membranfördelningen av relevanta molekyler, såsom existerande terapeutiska läkemedel. Dessutom kan lipodiskarna dekoreras med perifera och integrerade membranproteiner, vilket genererar proteolipodisks som möjliggör en detaljerad studie av interaktioner mellan protein och löst ämne. Detta kan utvecklas till korrekta metoder för fragmentscreening som leder till upptäckten av potentiella kandidater för nya terapeutiska läkemedel.

Bioelektrokemiska verktyg för studier av jonfördelning och för detektering, igenkänning och kvantifiering av joner i lösning

Med tanke på att de flesta terapeutiska föreningar är laddade, är det av extremt intresse att utveckla ett system som direkt kan bestämma standardfördelningskoefficienten för fördelning av joner mellan vatten och lipiddubbelskikt. Detta är en universell parameter som beskriver jonernas relativa affinitet för lipidmembran. I vårt labb tillämpar vi reduktionen av koenzym Q10 inbäddat i guld-stödda lipidmembran för att utlösa överföringen av katjoner från lösningen till membranet. Från denna process kan den fria energin för jonöverföring och därför dess standardfördelningskoefficient potentiellt extraheras.

Vi arbetar också med utvecklingen av elektroaktiva lipidmembran där en oxidationsreaktion kan kopplas med överföring av anjoner in i membranet. Detta kommer att göra det möjligt att utöka utbudet av analyter som kan studeras med den utvecklade metoden.

De joner som så småningom kan studeras är mycket vanliga och viktiga läkemedelsföreningar, inklusive bland annat: ibuprofen, warfarin, diklofenak, indometacin, naproxen, lidokain, alprenolol etc. Vi siktar på att etablera en ny analysmetod för analys av cellen membranfördelning av dessa ämnen. Slutligen kan samma experimentella upplägg användas för att bygga sensorer för att upptäcka, känna igen och kvantifiera dessa ämnen i kroppsvätskor som svett, urin och plasma.

Bland andra forskningslinjer syftar vi till att utveckla en Coenzym Q10-baserad sensor som kan detektera och kvantifiera acetylkolin, en viktig signalsubstans som kan användas som en markör för tidig diagnos av neurodegenerativa sjukdomar.

Anrikning på plattan av fosforylerade peptider på mesoporös TiO2 och fysikalisk-kemisk karakterisering av TiO2-fosfopeptidinteraktioner

Vi har utvecklat en ny metod för anrikning av fosforylerade peptider från en komplex blandning med hjälp av anpassade MALDI-målplattor modifierade med mesoporösa TiO2-fläckar och ränder. De senare tillåter även separering av fosfopeptiderna genom grad av fosforylering. Med hjälp av dessa metoder har vi kunnat detektera tidigare orapporterade fosforyleringsställen i t.ex. proteiner som härrör från humana adenoviruspartiklar.

Vi är också intresserade av att belysa de fysikalisk-kemiska parametrarna som beskriver bindningen av fosfopeptider till mesoporös titandioxid, vilket möjliggör vidareutveckling av mer exakta anrikningsmetoder för både kvantitativa och kvalitativa fosfopeptidanalyser.