Sistem za lokalizirano elektroporacijoSarić, Aleksandar (Avtor) Rems, Lea (Mentor) Balentović, Lana (Komentor) Ključne besede: genski elektroprenoselektroporacijatransfekcijaporozni substratlokalizirana elektroporacijatiskano vezjeračunalniško podprto načrtovanjenumerično modeliranjecelična linija AC16Genska elektrotransfekcija je ena izmed najpogosteje uporabljenih nevirusnih metod za vnos plazmidne DNA v celice. Temelji na pojavu elektroporacije, pri katerem izpostavitev celic pulznemu električnemu polju povzroči začasno povečanje prepustnosti celične membrane, kar omogoča vstop nukleinskih kislin v celico. Čeprav je metoda dobro uveljavljena, klasična elektroporacija zahteva relativno visoke napetosti, kar pogosto vodi do zmanjšanja viabilnosti celic. Naprave z nanostrukturiranimi geometrijami, kot so nanokanali in nanopore, omogočajo prostorsko lokalizacijo električnega polja na manjših predelih celične membrane, s čimer je mogoče znatno povečati učinkovitost transfekcije ob hkratnem ohranjanju viabilnosti celic. V tej diplomski nalogi smo razvili sistem za lokalizirano elektroporacijo, ki temelji na nanoporoznih substratih, namenjenih gojenju in preučevanju celic. Razvoj sistema je potekal v več korakih. Najprej smo zasnovali tiskano vezje, ki omogoča dovajanje električnih pulzov do celic. Vzporedno smo izvedli numerične simulacije z namenom določitve optimalne razdalje med elektrodami, tako da je napetost na površini nanoporoznega substrata čim bolj homogeno porazdeljena. Na podlagi izbranih geometrijskih parametrov smo nato s pomočjo računalniško podprtega načrtovanja izdelali mehanski nosilec z ležišči za tiskani vezji in vstavke s poroznimi substrati. Razviti sistem smo eksperimentalno testirali z meritvami električne upornosti ter rezultate primerjali z napovedmi numeričnega modela. Transfekcijsko učinkovitost in viabilnost celic smo ocenili z fluorescenčno mikroskopijo, pri čemer smo kot reporterski gen uporabili EGFP, preživetje celica pa smo spremljali z barvilom propidijev jodid. Za pospešitev analize mikroskopskih posnetkov smo razvili tudi algoritem za avtomatsko segmentacijo in štetje celic v programskem jeziku Python. Razviti sistem predstavlja nizkocenovno in ponovljivo platformo za lokalizirano elektroporacijo, ki ne zahteva visokonapetostnih generatorjev in je tako dostopna širšemu krogu raziskovalnih laboratorijev. Rezultati kažejo, da je tak pristop obetaven za nadaljnji razvoj učinkovitih in celično prijaznih metod genskega elektroprenosa.20262026-06-18 14:05:04Diplomsko delo/naloga183775sl