Disertacija obravnava encimske in celične biološke senzorske elemente za preučevanje bioloških učinkov izbranih substanc z nevrotoksičnim potencialom, s posebnim poudarkom na inhibitorjih acetilholinesteraze (AChE). Encimski senzorski element je temeljil na AChE, ki je bil imobiliziran na zlatih površinah preko enosloja samoorganiziranih molekul. Postopek imobilizacije je bil optimiziran na različnih kovinskih površinah. Encimska aktivnost je bila izmerjena po imobilizaciji, stabilnost imobiliziranih površin pa je bila spremljana skozi čas. Aktivnost imobiliziranega encima je bila nato preizkušena po izpostavitvi inhibitorjem. Eserin je povzročil skoraj popolno inhibicijo nad 25 µM. Rivastigmin, reverzibilni inhibitor, je povzročil koncentracijsko odvisno zmanjšanje aktivnosti AChE, s 57 % ± 10 pri 10 µM na 17 % ± 10 pri 50 µM. Diazinon, ireverzibilni inhibitor, je povzročil inhibicijo pri 10 µM (82 % ± 6). Aktivnost se je zmanjšala na 52 % ± 6 pri 50 µM. Delovanje senzorskega elementa je bilo kot dokaz koncepta potrjeno z elektrokemijsko impedančno spektroskopijo (EIS) v prisotnosti eserina. Pri pristopu s celičnim biosensorskim elementom so bile celice A549 človeškega adenokarcinoma pljuč za 48 ur gojene na površinah iz nerjavečega jekla in izpostavljene substancam z nevrotoksičnim potencialom. Odziv celic, ki so bile izpostavljene substancam, so se spremljali z mikroskopijo in kot dokaz koncepta potrdili z elektrokemijsko spektroskopijo impedance na celični osnovi (ECIS). Mikroskopske slike so pokazale, da je diazinon povzročil izrazite citotoksične učinke z morfološkimi spremembami, medtem ko je rivastigmin povzročil blažje učinke in pri najvišjih testiranih koncentracijah zmanjšal presnovno aktivnost za 16 % ± 7. ZnCl₂, substanca brez holinesteraze z nevrotoksičnim potencialom, je bila prav tako testirana zaradi svojih znanih učinkov na celice A549. Pri vseh treh spojinah sta se površinska pokritost in število pritrjenih celic zmanjšala s povečanjem koncentracije snovi z nevrotoksičnim potencialom. Študija encimskih in celičnih sistemov je pokazala, da sta se sistema odzivala različno na substance z nevrotoksičnim potencialom. Encimski sistem je ocenil, kako snovi specifično vplivajo na encimsko aktivnost, medtem ko je celični sistem odražal širši vpliv na žive celice. Ti dopolnjujoči se pristopi skupaj omogočajo boljše razumevanje bioloških učinkov snovi z nevrotoksičnim potencialom v toksikologiji ter njihove možne uporabe v biosenzorskih sistemih.
|