Interaction of TIO2 nanoparticles and proteins Of an immune complex in photoluminescence Based biosensor
Вантажиться...
Файли
Дата
2022
Науковий керівник
Укладач
Редактор
Назва журналу
ISSN
E-ISSN
Назва тому
Видавець
Одеський національний університет імені І. І. Мечникова
Анотація
It has been investigated an interaction between nanostructured semiconductor thin layers and
immune complex based proteins that is a fundamental issue of the formation of nanobiointerface
in the various biosensors, in particular, optical biosensors. In this work, the main aspects of the
interaction between photoluminescent TiO2 nanoparticles and Bovine leucosis virus (BLV)
protein gp51, used as a model protein, during the formation of photoluminescence based
immunosensor have been discussed. The antigens of gp51 were immobilized on the surface of a
nanostructured TiO2 thin film formed on the glass substrates. As a result, an increase of the
photoluminescence (PL) signal intensity and PL peak shift from 517 nm to 499 nm were
observed. An incubation of TiO2/gp51 structure in a solution containing anti-gp51 antibodies
resulted in the backward PL peak shift from 499 nm to 516 nm and decrease of the PL intensity.
The main reason of the changes in the PL spectra (i.e. PL maxima shifts and PL intensity
variations) as a result of BLV protein gp51 adsorption on the surface TiO2 thin film is an
electrostatic interaction between negatively charged surface of TiO2 and positively charged atoms and groups provided by the adsorbed gp51 protein due to the presence of partial
uncompensated charges within the proteins.
Досліджена взаємодія між тонкими наноструктурованими напівпровідниковими шарами та білками на основі імунних комплексів, яка є фундаментальним питанням формування нанобіоінтерфейсу в різних біосенсорах, зокрема, в оптичних біосенсорах. В роботі обговорено основні аспекти взаємодії фотолюмінесцентних наночастинок TiO2 з білком gp51 вірусу лейкозу великої рогатої худоби (BLV), який використовується як модельний білок, під час формування імуносенсора на основі фотолюмінесценції. Антигени gp51 були іммобілізовані на поверхні наноструктурованої тонкої плівки TiO2, сформованої на скляних підкладках. В результаті спостерігалося збільшення інтенсивності сигналу фотолюмінесценції (ФЛ) та зсув піку ФЛ з 517 нм до 499 нм. Інкубація структури TiO2/gp51 у розчині, що містить антитіла до gp51, призвела до зсуву піку ФЛ у зворотному напрямку від 499 нм до 516 нм та зниження інтенсивності ФЛ. Основною причиною змін у спектрах ФЛ (тобто зсувів максимумів ФЛ та зміни інтенсивності ФЛ) в результаті адсорбції білка BLV gp51 на поверхні тонкої плівки TiO2 є електростатична взаємодія між негативно зарядженою поверхнею TiO2 та позитивно зарядженими атомами та групами адсорбованого білка gp51 через наявність часткових нескомпенсованих зарядів всередині білків.
Исследовано взаимодействие между тонкими слоями наноструктурированных полупроводников и белками на основе иммунных комплексов, которое является фундаментальной проблемой формирования нанобиоинтерфейса в различных биосенсорах, в частности, оптических биосенсорах. В работе обсуждаются основные аспекты взаимодействия фотолюминесцентных наночастиц TiO2 с белком gp51 вируса лейкоза крупного рогатого скота (BLV), используемым в качестве модельного белка, при формировании иммуносенсора на основе фотолюминесценции. Антигены gp51 были иммобилизованы на поверхности наноструктурированной тонкой пленки TiO2, сформированной на стеклянных подложках. В результате наблюдалось увеличение интенсивности сигнала фотолюминесценции (ФЛ) и сдвиг пика ФЛ с 517 нм до 499 нм. Инкубация структуры TiO2/gp51 в растворе, содержащем антитела против gp51, приводила к обратному сдвигу пика ФЛ с 499 нм до 516 нм и снижению интенсивности ФЛ. Основной причиной изменений спектров ФЛ (т.е. сдвигов максимумов и вариаций интенсивности ФЛ) в результате адсорбции белка gp51 BLV на поверхностной тонкой пленке TiO2 является электростатическое взаимодействие между отрицательно заряженной поверхностью TiO2 и положительно заряженными атомами и группами адсорбированного белка gp51 из-за наличия частичных нескомпенсированных зарядов внутри белков.
Досліджена взаємодія між тонкими наноструктурованими напівпровідниковими шарами та білками на основі імунних комплексів, яка є фундаментальним питанням формування нанобіоінтерфейсу в різних біосенсорах, зокрема, в оптичних біосенсорах. В роботі обговорено основні аспекти взаємодії фотолюмінесцентних наночастинок TiO2 з білком gp51 вірусу лейкозу великої рогатої худоби (BLV), який використовується як модельний білок, під час формування імуносенсора на основі фотолюмінесценції. Антигени gp51 були іммобілізовані на поверхні наноструктурованої тонкої плівки TiO2, сформованої на скляних підкладках. В результаті спостерігалося збільшення інтенсивності сигналу фотолюмінесценції (ФЛ) та зсув піку ФЛ з 517 нм до 499 нм. Інкубація структури TiO2/gp51 у розчині, що містить антитіла до gp51, призвела до зсуву піку ФЛ у зворотному напрямку від 499 нм до 516 нм та зниження інтенсивності ФЛ. Основною причиною змін у спектрах ФЛ (тобто зсувів максимумів ФЛ та зміни інтенсивності ФЛ) в результаті адсорбції білка BLV gp51 на поверхні тонкої плівки TiO2 є електростатична взаємодія між негативно зарядженою поверхнею TiO2 та позитивно зарядженими атомами та групами адсорбованого білка gp51 через наявність часткових нескомпенсованих зарядів всередині білків.
Исследовано взаимодействие между тонкими слоями наноструктурированных полупроводников и белками на основе иммунных комплексов, которое является фундаментальной проблемой формирования нанобиоинтерфейса в различных биосенсорах, в частности, оптических биосенсорах. В работе обсуждаются основные аспекты взаимодействия фотолюминесцентных наночастиц TiO2 с белком gp51 вируса лейкоза крупного рогатого скота (BLV), используемым в качестве модельного белка, при формировании иммуносенсора на основе фотолюминесценции. Антигены gp51 были иммобилизованы на поверхности наноструктурированной тонкой пленки TiO2, сформированной на стеклянных подложках. В результате наблюдалось увеличение интенсивности сигнала фотолюминесценции (ФЛ) и сдвиг пика ФЛ с 517 нм до 499 нм. Инкубация структуры TiO2/gp51 в растворе, содержащем антитела против gp51, приводила к обратному сдвигу пика ФЛ с 499 нм до 516 нм и снижению интенсивности ФЛ. Основной причиной изменений спектров ФЛ (т.е. сдвигов максимумов и вариаций интенсивности ФЛ) в результате адсорбции белка gp51 BLV на поверхностной тонкой пленке TiO2 является электростатическое взаимодействие между отрицательно заряженной поверхностью TiO2 и положительно заряженными атомами и группами адсорбированного белка gp51 из-за наличия частичных нескомпенсированных зарядов внутри белков.
Опис
Ключові слова
TiO2 nanoparticles, photoluminescence, biosensor, TiO2 наночастинки, фотолюмінесценція, біосенсор, фотолюминесценция, биосенсор
Бібліографічний опис
Фотоэлектроника = Photoelectronics