Összes szerző

Szabó Bálint

az alábbi absztraktok szerzői között szerepel:

Gerecsei Tamás
Felületi kölcsönhatások erősségének egyedi-sejt szintű mérése automatizált mikropipettával

Aug 28 - szerda

09:30 – 09:45

Bioszenzorika és bio-nanotechnológia

E26

Felületi kölcsönhatások erősségének egyedi-sejt szintű mérése automatizált mikropipettával

Gerecsei Tamás^1,2, Erdődi István³, Székács Inna², Hős Csaba³, Szabó Bálint^1,2 és Horváth Róbert²

¹ ELTE TTK, Biológiai Fizika Tanszék

² MTA EK MFA Nanobioszenzorika Kutatócsoport

³ BME GPK Hidrodinamikai Rendszerek Tanszék

A biológiai tudományokban zajló robbanásszerű fejlődés jelentős felismerései közé tartozik, hogy az élő sejtek populáció jóval kevésbé homogének mint azt korábban feltételezték, ezért az úgynevezett egyedi-sejtes technológiák mára meghatározó kutatási iránnyá váltak a kísérletes biológia és a biofizika területén. Egy alapvető biológiai jelenség, az adhézió, egyedi-sejt szintű mérésére jelenleg még kevés módszer létezik, azonban a terület rohamosan fejlődik hiszen az ilyen jellegű vizsgálatok által alapvető fontosságú biológiai kérdésekre adhatunk választ [1].

Munkám során egy új módszert, az automatizált mikropipettát [2] alkalmaztam sejtpopulációk egyedi-sejt szintű adhéziós erő eloszlásának mérésére, illetve egy olyan modell rendszert fejlesztettem ki, amely a kapott erő értékékek lehető legpontosabb meghatározását teszi lehetővé. A rendszer mikroszkopikus méretű polisztirol gyöngyök felületének avidin-biotin kötésen keresztüli kémiai funkcionalizálásán alapul. A beállított nyomáskülönbség által a sejtre kifejtett erőt numerikus szimulációk segítségével határoztuk meg. Mivel a szimuláció eredménye függ a modell rendszer geometriájától, optikai hullámvezető spektroszkópiával karakterizáltuk a gyöngyök és a felszín közötti kontaktust és az abban lévő kötések számát. A mért erő kalibrációjához egy szintén új, atomerő-mikroszkópián (AFM) alapuló módszert , a FluidFM-et alkalmaztam. A technika lényege, hogy egy mikrofluidikai csatornával ellátott AFM mérőfejjel sejteket vagy mikroszkopikus részecskéket választunk el az aljzattól miközben mérjük a fellépő tapadási erőt.

A két módszer alkalmazása által kapott erőspektrumok jó egyezést mutattak így beláttuk, hogy a mikropipettás módszer lényegében a kolloid erőspektroszkópia magas áteresztőképességű verziójaként alkalmazható bármilyen biológiai vagy általános molekuláris kölcsönhatás erősségének mérésére. Demonstráljuk továbbá, hogy a gyöngyfelületet eukarióta vagy bakteriális felületi motívumokkal bevonva képesek vagyunk megmérni az egyes felületi komponensek hozzájárulását az adhéziós folyamatokhoz

Irodalom

[1] Ungai-Salánki, R., Peter, B., Gerecsei, T., Orgovan, N., Horvath, R., & Szabó, B. (2019). A practical review on the measurement tools for cellular adhesion force. Advances in Colloid and Interface Science.

[2] Ungai-Salánki, R., Gerecsei, T., Fürjes, P., Orgovan, N., Sándor, N., Holczer, E., ... & Szabó, B. (2016). Automated single cell isolation from suspension with computer vision. Scientific reports, 6, 20375.

Kovács Kinga Dóra
Élő sejtek jelölésmentes vizsgálata optikai bioszenzorral áramlási térben egyidejűleg létrehozott széles áramlási sebességtartományban

Aug 27 - kedd

09:10 – 09:25

Sejtanalitika biofizikai megközelítéssel

E4

Élő sejtek jelölésmentes vizsgálata optikai bioszenzorral áramlási térben egyidejűleg létrehozott széles áramlási sebességtartományban

Kovács Kinga Dóra¹, Novák Martin¹ , Hős Csaba², Szabó Bálint³, Székács Inna¹, Bonyár Attila⁴ és Horváth Róbert¹

¹ MTA EK MFA Nanobioszenzorika Labor, Budapest

² Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Hidrodinamikai Rendszerek Tanszék, Budapest

³ Eötvös Loránd Tudományegyetem Biológiai Fizika Tanszék, Budapest

⁴ Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Elektronikai Technológia Tanszék

Élő sejtek vizsgálata áramlási térben egy fontos területe a biofizikának, mivel így lehet vizsgálni az élő szervezeket ereiben fennálló körülményeket. Munkánkban egy olyan eszközt mutatunk be, ami jelölésmentes optikai bioszenzor segítségével (EPIC BT), nagy áteresztőképességgel képes nyomon követni a sejtekben lejátszódó változásokat áramlási tér hatására. Ez az eszköz lényegesen eltér az eddig ismert átfolyó küvettától illetve az úgynevezett ’plate and cone device’-tól: egy forgó mágneses tér segítségével tartott és forgatott mágneses keverőbot hozza létre az áramlást, így kikerülve a mechanikai összeköttetést a bioszenzor és a rotor között, jelentősen csökkentve a zajt.

Méréseinkben HeLa sejtek kitapadását és áramlás hatására bekövetkező lemosódását vizsgáltuk pll-g-peg/pll-g-peg-rdg funkcionalizált felületen. Fluidikai szimulációk segítségével vizsgáltuk a sejtek válaszát az áramlási sebesség, 0-1.16 m/s, függvényében.

Ezzel az új mérési elrendezéssel lehetséges lesz érfalsejteken hatóanyagok hatását vizsgálni áramlás alatt jelölésmentesen, illetve a különböző rákos sejtek áttétképzését részletesebben tanulmányozni.

Ungai-Salánki Rita
Egyedi sejtek manipulációja piezoelektromos mikropipettával

Aug 27 - kedd

08:50 – 09:10

Sejtanalitika biofizikai megközelítéssel

E3

Egyedi sejtek manipulációja piezoelektromos mikropipettával

Ungai-Salánki Rita ^1,2,3, Francz Barbara², Sautner Éva², Horváth Róbert³ és Szabó Bálint^1,2

¹ Eötvös Loránd Tudományegyetem, Biológiai Fizika Tanszék

² CellSorter Műszaki Kutató és Fejlesztő Korlátolt Felelősségű Társaság

³ MTA EK Műszaki Fizikai és Anyagtudományi Intézet, Nanobioszenzorika Csoport

Korábban kifejlesztettünk egy számítógépes látáson alapuló robotot [1], mely képes automatikusan felismerni és izolálni az egyedi sejteket szuszpenzióból az ezt követő DNS és RNS szekvenálás céljából. Az egyedi sejteket nanoliteres térfogatban tudtuk izolálni anélkül, hogy a szomszédos sejteket eltávolítottuk volna. Jelen munka az általunk kifejlesztett piezoelektromos mikropipetta alkalmazását mutatja be. A mikropipettában a folyadék fluktuációit két független módszerrel vizsgáltuk. Így igazoltuk a mikropipetta robosztus, nanoliter alatti (32 ± 8 pikoliter) folyadékkezelési pontosságát [2].

A piezoelektromos mikropipettát alkalmazva, lényegesen, ~75 %-ról 90 %-ra javult az egyedi sejt izolálási hatékonyság. Ez a javulás döntő fontosságú a ritka vagy értékes sejtek válogatásakor, különösen az orvosi alkalmazásokban. A kiváló minőségű fáziskontraszt megvilágításhoz a mikropipetta köré koncentrikusan elhelyezett LED gyűrűket alkalmaztunk. Így módszerünk teljesen automatizálható az élő sejtek fluoreszcens vagy fáziskontraszt megvilágítása mellett is. A piezoelektromos mikropipetta a hosszú műanyag csöveket és szelepeket is kiküszöböli, ami nagyságrendekkel precízebb folyadékkezelést tesz lehetővé.

Úgy gondoljuk, hogy a piezoelektromos mikropipetta hamarosan az orvosdiagnosztikai egy-sejt manipulációk új eszköze lehet keringő tumor sejtek izolálása, gyógyszer hatóanyagok tesztelése, egyedi sejtek mikroinjektálása, vagy reagensek pikoliteres-nanoliteres skálán történő kezelése céljából.

Köszönetnyilvánítás

A kutatási munka a Nemzeti, Fejlesztési és Innovációs Hivatal (PD 124559, KH_17, KKP 129936, ERC_HU és Élvonal), az MTA “Lendület” Program támogatásával valósulhatott meg.

Irodalom

[1] Ungai-Salánki R, Gerecsei T, Fürjes P, Orgovan N, Sándor N, Holczer E, et al. (2016) Sci Rep 6:20375.doi:10.1038/srep20375.

[2] Francz B, Ungai-Salánki R, Sautner É, Horváth R, Szabó B. Piezoelectric micropipette for automated single cell isolation (Beküldés előtt, 2019)