Un sistem inovator de detectie neinvaziv, pentru diagnosticarea bolii celiace
CONTRACT Nr. 581PED/2022
SURSA DE FINANTARE: BUGETUL DE STAT
COD PROIECT: PN-III-P2-2.1-PED-2021-4405
TITLUL PROIECTUL: Un sistem inovator de detectie neinvaziv, pentru diagnosticarea bolii celiace
ACRONIM: InoCelDetect
ABSTRACT: Scopul prezentului proiect de cercetare este de a dezvolta un sistem inovator, mai simplu, rapid și mai eficient pentru „abordarea fără biopsie” pentru diagnosticarea bolii celiace (CD). Noul sistem se va baza pe electrozi de lucru modificați cu acoperiri hibride care conțin nanostructuri polimerice conductoare dopate cu “quantum dots”. Am propus să dezvoltăm noul sistem în trei etape. În prima etapă, vor fi pregătiți electrozi de lucru modificați (WE) (carbon vitros). Modificarea va consta dintr-o acoperire pe bază de hibrid cu nanofire de polipirol (PPyNWs) dopate cu “grafene quantum dots” (GQDs). Se vor utiliza dendrimeri poli (amidoamină) (PAMAM) pentru a crea o suprafață adecvată pentru imobilizarea biomoleculei. Dendrimerul poate fi legat pe suprafața PPyNWs prin legare covalentă prin oxidarea electrochimică a grupărilor de amino din PAMAM. Acoperirile aderente și distribuite uniform pe suprafața electrodului, cu rezistență mai mică și cu o suprafață mare vor fi utilizate în etapa a doua. În etapa a doua, antigenul transglutaminază 2 (TG2) va fi imobilizat pe electrodul modificat. Metodele electrochimice vor fi folosite pentru a testa noul sistem în prezența concentrațiilor cunoscute de anticorpi disponibili comercial. Vom folosi aceleași metode ca și în studiile anterioare: voltametrie diferențială a impulsului (DPV) și spectroscopie de impedanță (EIS). În etapa a treia, electrodul selectat modificat va fi utilizat pentru a monitoriza reacția dintre antigen și anticorpii anti-țesut transglutaminază 2 (anti-TG2) din probele de ser ale pacientului. Formarea complexului antigen-anticorp produce modificări ale conductivității suprafeței, care se reflectă în semnalul electric. Aceste modificări sunt proporționale cu cantitatea de anticorp anti-transglutaminază-2 din probă. Performanța noului sistem va fi validată utilizând metodele disponibile în prezent: TG2-IgA ELISA, anticorpul antiendomizial seric (EMA) și analiza histologică a mucoasei intestinului subțire.
PRINCIPALE OBIECTIVE ALE PROIECTULUI - o acoperire hibrid pe baza de nanofire de polipirol (PPyNWs) dopate cu quantum doturi de grafena (GQD) prin metoda de depunere electrochimică - antigenul transglutaminaza 2 (tTG2) tisulară va fi imobilizat folosind dendrimerii PAMAM utilizând 1-etil-3-(3-dimetilaminopropil) carbodiimidă (EDC) și N-hidroxisuccinimidă (NHS) - electrodul modificat optimizat și metoda selectată vor fi utilizate pentru a monitoriza reacția dintre antigen și anticorpii anti-transglutaminaza tisulară 2 (anti-TG2) din probele de ser ale pacientului și validate folosind metodele disponibile în prezent: detectarea anticorpilor TG2-IgA si a anticorpul seric antiendomizial (EMA) din ser cu ajutorul ELISA, și analiza histologică a mucoasei intestinului subțire
1. ....... 2. ....... 3. ....... 4. .......
An innovative sensing system for Non-Invasive Celiac Disease diagnosis
CONTRACT ID 581PED/2022
FUNDING: STATE BUDGET
Project ID: PN-III-P2-2.1-PED-2021-4405
PROJECT TITLE: An innovative sensing system for Non-Invasive Celiac Disease diagnosis
ABSTRACT: The scope of the present research project is to develop an innovative, simpler, fast, and more efficient system for the „no-biopsy approach” for Celiac disease (CD) diagnosis. The new system will be based on modified working electrodes with hybrid coatings containing conducting polymer nanostructures doped with quantum dots. We proposed to develop the new system in three stages. In stage one, modified working electrodes (WE) (glassy carbon) will be prepared. The change will consist of a hybrid-based coating with polypyrrole nanowires (PPyNWs) doped with graphene quantum dots (GQDs). Poly(amidoamine) (PAMAM) dendrimers will be used to create a surface suitable for biomolecule immobilization. Dendrimer can be grafted onto the surface of PPy through covalent bonding through electrochemical oxidation of amine groups of PAMAM resulting PPyNWs/GQDs/PAMAM. Adherent and uniformly distributed coatings on electrode surface, having lower resistance and with a large surface will be used in stage two. In the stage two, transglutaminase 2 (TG2) antigen will be immobilized on the modified electrode on PAMAM dendrimers. Electrochemical methods will be used to test the new system in the presence of known commercially available antibodies concentrations. We will use the same methods as in the previous studies: differential pulse voltammetry (DPV) and impedance spectroscopy (EIS). In stage three selected modified electrode will be used to monitor the reaction between the antigen and the anti-tissue transglutaminase 2 (anti-TG2) antibodies from the patient serum samples. Antigen-antibody complex formation produces changes in the surface conductivity, which is reflected in electrical signal. These changes are proportionally to the amount of Anti-Transglutaminase-2 antibody in the sample. The performance of the new system will be validated using currently available methods: TG2-IgA ELISA, the serum antiendomysial antibody (EMA) and the histologic analysis of the small bowel mucosa.
MAJOR SCIENTIFIC OBJECTIVES OF THE PROJECT - a hybrid-based coating with polypyrrole nanowires (PPyNWs) doped with graphene quantum dots (GQDs) will be obtained via electrochemical deposition method; - tissue transglutaminase 2 (tTG2) antigen will be immobilized on PAMAM dendrimers using 1-Ethyl-3-(3-dimethylaminopropyl ) carbodiimide (EDC) and N-hydroxysuccinimide (NHS); - optimized modified electrode and selected method will be used to monitor the reaction between the antigen and the anti-tissue transglutaminase 2 (anti-TG2) antibodies from the patient serum samples and validated using currently available methods: TG2-IgA and the serum antiendomysial antibody (EMA) ELISA serum detection, and the histologic analysis of the small bowel mucosa.
1. ............... 2. ............... 3. ............... 4. ...............