Investigation of polydopamine modification on surface plasmon resonance sensor chip for detection of biomolecules

Abstract

Yüzey plazmon rezonansı, yüzey odaklı bir yöntem olarak moleküler etkileşimleri tespit etmek için kullanılan hassas bir optik tekniktir. Şimdiye kadar, sinyal amplifikasyonunu ve sensör yüzeyine hareketsizleştirilmiş protein miktarını artırmak için birçok malzeme ve yöntem geliştirilmiştir. Yüzey modifikasyonu için kullanılan malzemelerden biri Polydopamine'dir (PDA). PDA, kolay uygulaması ve hemen hemen her katı alt tabakaya yapışabilme gibi çok yönlü özellikleri nedeniyle yüzey modifikasyon çalışmaları için çok uygun bir malzemedir. Özellikle PDA, biyomolekül immobilizasyonu için çeşitli biyo-bağlantılı cihazlarda çok yönlü işlevsel bir kaplama malzemesi olarak dikkat çekmektedir. PDA filmleri pürüzlü bir yüzeye sahiptir. Bununla birlikte, PDA filmlerinin yüzey pürüzlülüğünün ve kalınlığının protein bağlanması üzerindeki etkisi belirsizliğini korumaktadır. Bu çalışmada, protein-PDA etkileşiminin kinetiği incelenmiş ve yüzey pürüzlülüğünün ve film kalınlığının protein bağlanması üzerindeki etkisi araştırılmıştır. Bu çalışmanın sonunda, PDA filminin kalınlığı arttıkça yüzey pürüzlülüğünün ve parçacık boyutunun arttığı bulunmuştur. Bununla birlikte, farklı PDA film kalınlıklarında protein immbolizasyon kapasitesinde önemli bir fark olmadığı gözlenmiştir. Bu çalışma, PDA-protein etkileşimi konusundaki anlayışımızı derinleştirebilir ve çeşitli biyo ile ilgili uygulamalarda PDA filme verimli protein bağlanması için değerli bir kılavuz sağlayabilir.

Surface plasmon resonance is a sensitive optical technique used to detect molecular interactions as a surface-oriented method. Up to now, many materials and methods have been developed to increase signal amplification and the amount of protein immobilized to the sensor surface. One of the materials used for surface modification is Polydopamine (PDA). PDA is a very suitable material for surface modification studies due to its easy application and versatile properties such as being able to adhere to almost any solid substrate. In particular, PDA is attracting attention as a versatile functional coating material in various bio-related devices for biomolecule immobilization. PDA films have a rough surface. However, the effect of surface roughness and thickness of PDA films on protein binding remains unclear. In this study, the kinetics of protein-PDA interaction were investigated and the effect of surface roughness and film thickness on protein binding was investigated. At the end of this study, it was found that as the thickness of the PDA film increased, the surface roughness and particle size increased. However, it was observed that there was no significant difference in protein immobilization capacity at different PDA film thicknesses. This work can deepen our understanding of PDA-protein interaction and provide a valuable guide for efficient protein binding to PDA film in a variety of bio-related applications.