Tapahtumat

Väitös lääketieteellisen tekniikan alalta, M.Sc. Yike Huang

Väitöskirjan nimi: DNA origami-based reconfigurable chiral plasmonic nanodevices for analytical applications

Vastaväittäjä: professori Friedrich Simmel, Technische Universität München, Saksa
Kustos: apulaisprofessori Anton Kuzyk, Aalto-yliopiston perustieteiden korkeakoulu, Neurotieteen ja lääketieteellisen tekniikan laitos

Väitös järjestetään kampuksella.

Väitöskirja on julkisesti nähtävillä 10 päivää ennen väitöstä Aalto-yliopiston julkaisuarkiston verkkoriiputussivulla.

Elektroninen väitöskirja

Väitöstiedote:

1980-luvun alussa kehittyi idea, että DNA-molekyylien uniikkia kykyä tunnistaa molekyylejä voitaisiin hyödyntää materiaalien tuottamiseen. DNA-origami on rakenne, missä pitkä DNA-ketju laskostetaan haluttuun muotoon satojen lyhyiden DNA-ketjujen, eli ”DNA-niittien” avulla. DNA-origamit voivat toimia muotteina erilaisten nanometritason rakenteiden valmistuksessa. Liittämällä DNA-origameihin metallisia nanopartikkeleja syntyy kontrolloitavia kytkentöjä nanopartikkeleiden välillä, mikä mahdollistaa plasmonisien resonanssisien hallinnan. Tämän plasmonisen järjestelmän optiset vasteet ovat riippuvia metallisten nanopartikkelien muodostamien rakenteiden muodosta ja orientaatiosta. Erityisesti ympyrädikroismin (engl. circular dichroism, CD) vasteet ovat verrannollisia kiraalisten plasmonisten rakenteiden muotoon ja orientaatioon. CD-signaaleja voidaan manipuloida molekulaarisilla ärsykkeillä, jotka aiheuttavat rakenteellisia muutoksia plasmonisissa rakenteissa. Tämä idea kontrolloida CD-signaaleja kohdistetuilla molekyyleillä toteutettiin hyödyntämällä aptameerejä. Aptameerit ovat yksisäikeisiä nukleiinihappoja, jotka sitoutuvat spesifisesti tiettyyn molekyyliin.

Yhdistämällä aptameerit DNA-origamipohjaiseen uudelleenkonfiguroitaviin kiraalisiin plasmonisiin rakenteisiin kehittyi biosensori, joka mahdollistaa selektiivisen ja herkän biomolekyylien aistimisen. Biomolekyylien aistimisen tärkeys on korostunut SARS-CoV-2 pandemian myötä. Terveydenhuollon lisäksi biosensoreilla on keskeinen rooli elintarviketurvallisuudessa, ympäristönseurannassa ja rikostekniikassa. CD-signaaliin perustuvat biosensorit toimivat myös valoa absorboivissa ympäristöissä, mikä osoittaa, että DNA-origameihin perustuvat uudelleenkonfiguroitavat kiraaliset plasmoniset rakenteet ovat lupaava vaihtoehtoinen menetelmä fluoresenssiin perustuville antureille.

Kehittämällä kineettisiä ja termodynaamisia malleja on saavutettu luotettava karakterisointi monikäyttöisille aptameereille. Aptameerien karakterisointi on ollut ongelmallista, koska aptameerien erittely sitoutuneisiin ja vapaisiin on haastavaa. Tutkimustulokset käsittelevät vallinneita epäjohdonmukaisuuksia aptameerien karakterisoinnissa.

Väittelijän yhteystiedot: [email protected], +358503027390

  • Julkaistu:
  • Päivitetty: