Effect of Different Coatings on Immobilization of Biomolecules in Brush Polymer Cells

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

Biochips with protein and oligonucleotide probes are used to analyze protein and nucleic acid samples. The key challenges of the technology are the selection of substrate materials and surface functionalization. Polybutylene terephthalate substrates were modified by coating them with photoactive polymers: poly(ethylene-co-propylene-co-5-methylene-2-norbornene), acetylcellulose, polyvinyl acetate and polyvinyl butyral. The coatings were applied by centrifugation and dried. The effect of the coating on the biochip characteristics was investigated. A matrix of hydrophilic cells made of brush polymers with epoxy groups for immobilization of DNA probes and human immunoglobulins was prepared by photoinitiated radical polymerization. The functionality of probes was investigated by hybridization analysis and reaction with specific antibodies. The binding efficiency of probes to molecular targets was evaluated on biochips with different coatings. Cells on substrates coated with polyvinyl butyral and poly(ethylene-co-propylene-co-5-methylene-2-norbornene) showed the best binding efficiency and weak adsorption of targets, providing high contrast fluorescence images after probe binding. Biochips on such substrates are promising for lab-on-a-chip microanalysis technology.

About the authors

G. F. Shtylev

Engelhardt Institute of Molecular Biology, Russian Academy of Sciences

Moscow, 119991 Russia

I. Yu. Shishkin

Engelhardt Institute of Molecular Biology, Russian Academy of Sciences

Moscow, 119991 Russia

R. A. Miftakhov

Engelhardt Institute of Molecular Biology, Russian Academy of Sciences

Email: gosha100799@mail.ru
Moscow, 119991 Russia

S. A. Polyakov

Engelhardt Institute of Molecular Biology, Russian Academy of Sciences

Moscow, 119991 Russia

V. E. Shershov

Engelhardt Institute of Molecular Biology, Russian Academy of Sciences

Moscow, 119991 Russia

V. E. Kuznetsova

Engelhardt Institute of Molecular Biology, Russian Academy of Sciences

Moscow, 119991 Russia

S. A. Surzhikov

Engelhardt Institute of Molecular Biology, Russian Academy of Sciences

Moscow, 119991 Russia

V. I. Butvilovskaya

Engelhardt Institute of Molecular Biology, Russian Academy of Sciences

Moscow, 119991 Russia

V. E. Barsky

Engelhardt Institute of Molecular Biology, Russian Academy of Sciences

Moscow, 119991 Russia

V. A. Vasiliskov

Engelhardt Institute of Molecular Biology, Russian Academy of Sciences

Moscow, 119991 Russia

O. A. Zasedateleva

Engelhardt Institute of Molecular Biology, Russian Academy of Sciences

Moscow, 119991 Russia

A. V. Chudinov

Engelhardt Institute of Molecular Biology, Russian Academy of Sciences

Moscow, 119991 Russia

References

  1. Stumpf A., Brandstetter T., Hübner J., Rühe J. // PLoS One. 2019. V. 14. P. e0225525. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0225525
  2. Gryadunov D., Dementieva E., Mikhailovich V., Nasedkina T., Rubina A., Savvateeva E., Fesenko E., Chudinov A., Zimenkov D., Kolchinsky A., Zasedatelev A. // Exp. Rev. Mol. Diagn. 2011. V. 11. P. 839- 853. https://doi.org/10.1586/erm.11.73
  3. Mateo C., Fernández-Lorente G., Abian O., Fernández-Lafuente R., Guisán J.M. // Biomacromolecules. 2000. V. 1. P. 739-745. https://doi.org/10.1021/bm000071q
  4. Chi Q., Zhang J., Andersen J.E., Ulstrup J. // J. Phys. Chem. B. 2001. V. 105. P. 4669-4679. https://doi.org/10.1021/jp0105589
  5. Sullivan T.P., Huck W.T. // Eur. J. Org. Chem. 2002. V. 2003. P. 17-29. https://doi.org/10.1002/1099-0690(200301)2003:1%3C17::AID-EJOC17%3E3.0.CO;2-H
  6. Zhi Z.L., Powell A.K., Turnbull J.E. // Anal. Chem. 2006. V. 78. P. 4786-4793. https://doi.org/10.1021/ac060084f
  7. Yi S.S., Noh J.M., Lee Y.S. // J. Mol. Catal. B Enzym. V. 57. P. 123-129. https://doi.org/10.1016/j.molcatb.2008.08.002
  8. Singh V., Ahmad S. // Cellulose. 2012. V. 19. P. 1759-1769. https://doi.org/10.1007/s10570-012-9749-6
  9. Akkoyun A., Bilitewski U. // Biosens. Bioelectron. 2002. V. 17. P. 655-664. https://doi.org/10.1016/s0956-5663(02)00029-5
  10. Guerrero C., Vera C., Serna N., Illanes A. // Bioresour. Technol. 2017. V. 232. P. 53-63. https://doi.org/10.1016/j.biortech.2017.02.003
  11. Kobayashi H., Ikada Y. // Biomaterials. 1991. V. 12. P. 747-751. https://doi.org/10.1016/0142-9612(91)90024-5
  12. Isobe N., Lee D.S., Kwon Y.J., Kimura S., Kuga S., Wada M., Kim U.J. // Cellulose. 2011. V. 18. P. 1251- 1256. https://doi.org/10.1007/s10570-011-9561-8
  13. Mueller M., Bandl C., Kern W. // Polymers. 2022. V. 14. P. 608. https://doi.org/10.3390/polym14030608
  14. Zhao B., Brittain W.J. // Progr. Polym. Sci. 2000. V. 25. P. 677-710. https://doi.org/10.1016/S0079-6700(00)00012-5
  15. Miftakhov R.A., Ikonnikova A.Yu., Vasiliskov V.A., Lapa S.A., Levashova A.I., Kuznetsova V.E., Shershov V.E., Zasedatelev A.S., Nasedkina T.V., Chudinov A.V. // Russ. J. Bioorg. Chem. 2023. V. 49. P. 1143-1150. https://doi.org/10.1134/S1068162023050217
  16. Shaskolskiy B., Kandinov I., Kravtsov D., Vinokurova A., Gorshkova S., Filippova M., Kubanov A., Solomka V., Deryabin D., Dementieva E., Gryadunov D. // Polymers. 2021. V. 13. P. 3889. https://doi.org/10.3390/polym13223889
  17. Shtylev G.F., Shishkin I.Yu., Shershov V.E., Kuznetsova V.E., Kachulyak D.A., Butvilovskaya V.I., Levashova A.I., Vasiliskov V.A., Zasedateleva O.A., Chudinov A.V. // Russ. J. Bioorg. Chem. 2024. V. 50. P. 2036-2049. https://doi.org/10.1134/S106816202405033

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2025 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».