Biomaterial-integrated metasurfaces for biomarker detection

Günümüzde sağlık sistemi, daha fazla bireye ulaşmayı, hastanelerdeki iş yükünü en aza indirmeyi ve sağlık harcamalarını azaltmayı hedefleyen; merkezi bakımdan kendi kendini izleme stratejilerine önemli bir geçişin ortasındadır. Bu bağlamda, biyosensör platformları, mevcut müdahalelere alternatif veya tamamlayıcı olarak hastalık teşhisinde temel bir rol oynamaktadır. Fakat, mevcut biyosensör sistemlerinin hasta-başı uygulamalaraentegre edilmesi, çoğunlukla devasa cihazlar, uzun test prosedürleri ve yüksek maliyetli platformlar ihtiyacı nedeniyle engellenmektedir. Bu tezde, biyomalzemeleri metayüzeylerle bütünleştiren yeni bir biyosensör stratejisi geliştirmeyi hedefliyoruz. Bu amaca ulaşmak için, optik diskler, plastik kalıp olarak kullanılarak kendilerinde bulunan nano-ızgara yüzeylerini elde etmek için geri dönüştürüldü. Buna göre, (i) plastik kalıpların titanyum (Ti), gümüş (Ag) ve altın (Au) ile kaplanmasıyla ve (ii) sadece bu kalıpların Ag ile kaplanmasıyla iki farklı yüzey oluşturuldu. Biyopolimerik katman oluşturmak için daha sonra yüzeye Poli-L-Lizin (PLL) entegre edildi. Algılama özelliklerini geliştirmek için biyomateryal (PLL)-entegre edilen metayüzeyler altın nanoparçacıklarlar (AuNP) dekore edildi ve ayrıca bu yüzeylerde kloroaurik asit ve hidroksilamin hidroklorürün kimyasal indirgeme reaksiyonuyla nanoadalar (NI) oluşturuldu. Sensörlerin analitik performansı değerlendirmek için %1-%70 gliserol çözeltileri ile çevre duyarlılığı analiz edildi. Ek olarak, eksozomlar, böbreklerden böbrek boşluğuna dinamik olarak salındıkları; hastalık koşulları hakkında kritik bilgiler taşıdıkları ve böbrek hastalıklarının erken teşhisi için kullanılabilecek çok önemli bir etkiye sahip oldukları için bu çalışmada model biyobelirteçler olarak kullanıldı. Yukarıda bahsedilen teşhis dizaynı ile anti-CD81 antikorları veya anti-CD63 antikorları ile dekore edilmiş geniş algılama alanı üzerinde çok küçük eksozom konsantrasyonları tespit edildi. Özetle, bu platformun maliyet ve karmaşık fabrikasyonla ilgili karşı konulmaz zorlukları çözeceğini ve akabinde bu alanda kullanılabilecek uygun fiyatlı ve kullanımı-kolay bir teşhis platformu sunacağını umuyoruz.