Věda a výzkum

Výzkumná skupina Biosensory

doc. RNDr. Petr Skládal, CSc.

Vedoucí skupiny

Kontakt


Vzdělání

  • 1999 – docent Biochemie, PřF MU
  • 1992 – CSc., Biochemie, PřF MU
    • Biosensory pro stanovení organofosforových a karbamátových pesticidů
  • 1988 – RNDr., PřF UJEP (MU)
    • Použití detergentů k izolaci membránových bílkovin z respiračního řetězce bakterie Bacterium Paracoccus denitrificans


Vědecká činnost

  • Počet položek v rámci WOS 192
  • H-index – 38
  • Počet citací bez autocitací – 5000

Výzkumné podskupiny

Nanobiotechnologie

Výzkumná skupina a sdílená laboratoř

CEITEC MU

Imunosensory

Výzkumná podskupina na Ústavu biochemie

Vedoucí: Mgr. Zdeněk Farka, Ph.D.

Univerzitní aktivity

  • Ředitel Ústavu biochemie PřF MU (2019)
  • Vedoucí výzkumné skupiny Nanobiotechnologie, CEITEC (2011)
  • Garant magisterského studijního programu Biochemie.
  • Přednášky: C3181 Biochemie I, C4182 Biochemie II, C9100 Biosensory, C4840 Metody pro značení a imobilizaci biomolekul, C5990 Aplikovaná enzymologie, S3002 Nanobiotechnology

Mimouniverzitní aktivity

  • Senior Associated Editor – časopis Microchimica Acta 
  • Člen redakčních rady – časopis Sensors
  • Člen redakčních rady – časopis Bioprospekt
  • Člen panelu Engineering and technologies – Biomedical engineering v rámci Metodiky17+ pod Radou pro výzkum, vývoj a inovace

Zahraniční projekty a akademické stáže

  • 1991 a 1993: Department of Environmental Analytical Chemistry, University of Florence, Italy: Cholinesterase based biosensors (EC/TEMPUS, 1991). Biosensors for detection of bacterial contamination in milk (Parmalat SpA, Parma, 1991). Piezoelectric biosensors for the environment (EC/COST, 1993).
  • 1994–1997: Integration of Environmental Issues and Advancements in University Curricula (EU/TEMPUS SJEP-07599-94).
  • 1996, 2003 a 2009: Visiting Professor, Institute of Chemistry, Universidade Estadual Paulista, Araraquara (SP), Brazil. Biosensor detection of carbamates in food (FAPESP, 1996), Piezoelectric biosensor for detection of hepatitis C virus (FAPESP, 2003)
  • 1997–1999: Biosensors for Direct Monitoring of Environmental Pollutants in Field (EU/INCO Copernicus ERB-IC-15-CT96-0804)
  • 1998–2000: Multichannel Electrochemical Biosensor for Rapid Food Safety Monitoring (EU/INCO Copernicus MEBFOOD ERB-IC15-CT98-0910, Coordinator)
  • 2000–2003: Intelligent signal processing of biosensor arrays using pattern recognition for characterisation of wastewater: Aiming towards alarm systems. INTELLISENS (EU/FP5 QLK3-CT-2000-01481)
  • 2002–2004: Novel in-vitro testing platforms based on intra- and extracellular sensing – CELLSENS (EU/FP5 QLK3-CT-2001-00244)
  • 2006–2009: Nanomechanics for bioagents (NATO SfPPCBP.MD.SFPP 981786, Co-director)
  • 2006–2008: Networking in the application of biosensors to pesticide detection in fruits and vegetables, BioDet (EU/FP6 SSA-FOOD 43136)
  • 2009–2012: Biomimetic sensors as new generation of biotechnological devices for food safety and quality monitoring, BIOMIMIC (EU/FP7 PEOPLE-IRSES-2008-230849)
  • 2011–2015: Synergies of life and material sciences to create a new future – SYLICA (EU/FP7 REGPOT-2011-1-286154, WP Leader)

Oblast výzkumu

Všechny oblasti výzkumu biosensorů na bázi enzymů a protilátek. Zaměřujeme se zejména na elektrochemické techniky pro výzkum biomolekul na povrchu elektrod. Pro přímé sledování bioafinitních interakcí využíváme piezoelektrické krystaly a povrchovou plasmonovou rezonanci (SPR). Pro zobrazování a studium biomolekul a buněk nám slouží mikroskopie atomárních sil (AFM). Zvládáme techniky imobilizace biomolekul a přípravu biokonjugátů s enzymy a nanočásticemi jako značkami. Vyvíjíme i měřící moduly s biosensory pro laboratoř i point-of-care využití, včetně ovládacích programů – používáme C++, Delphi, Python a webových technologií internetu věcí (IoT, PHP, HTML). Aplikace směřujeme na detekci patogenních mikroorganismů, stanovení klinických metabolitů a biomarkerů.

Hlavní cíle výzkumu

  • Nanobiotechnologie (AFM, biomechanické studie, nanomechanické biosensory, nanočástice)
  • Bioelektrochemie (amperometrické a piezoelektrické biosensory a imunosensory)
  • Bioanalytická chemie (enzymové a imunochemické metody, průtoková analýza)
  • Chemometrie (počítače v biochemii, bioanalytický a biochemický software)


Bioelektronický jazyk pro charakterizaci vín (Front Cover Image – TrAC Trends in Analytical Chemistry ročník 127, Červen 2020.

Členové skupiny

  • Vedoucí podskupin: Mgr. Zdeněk Farka, Ph.D., Mgr. Karel Lacina, Ph.D. (CEITEC), Mgr. Jan Přibyl, Ph.D. (CEITEC)

  • Doktorandi: Mgr. Tereza Hlaváčová, Mgr. Jana Jílková, Mgr. Tomáš Juřík, Ing. Jakub Máčala, Ing. Zuzana Mikušová, Mgr. Radka Obořilová, Mgr. Matěj Pastucha (vede PS). Mgr. Jakub Sopoušek (vede KL). Daniil Kabanov, Mgr. Šimon Klimovič (vede JP).

  • Diplomanti: Bc. Matej Forgáč, Bc. David Pokorný, Bc. Ondřej Šabacký, Tatiana Smidová, Bc. Erika Šmeringaiová (vede PS), Bc. Miroslav Herczeg, Bc. Květa Mertová, Bc. Eliška Odstrčilíková (vede ZF), Bc. Veronika Jančaříková, Ondřej Lásko (vede JP)

Metodiky a přístrojové vybavení

  • Elektrochemické systémy Autolab (Metrohm), Emstat, PalmSens, Emstat Pico (PalmInstruments) a Bi a Quad Popotenciostat, Dual a Quadrecorder (Edaq) pro techniky amperometrie, voltametrie a impedanční spektroskopie.

  • Piezoelektrické detektory – aktivní (Keva, ICM) a pasivní HF impedance HP4294A (Agilent).

  • Optické systémy – optovláknové technologie – spektrometry (Avantes, Ocean Optics), zdroje záření LED, UV, VIS, near IR laser. Fotonásobiče (Hamamatsu). Specord 210 Plus s modulem pro tenké vrstvy (Analytik Jena). Fluorescenční/luminiscenční mikrodestičkový skener Synergy (Biotech), tříbarevný fluorescenční skener pro microarrays InnoScan 1100 AL (Innopsys). SPR systém BioNavis. Analýza nanočástic Nanosight 300 (Malvern). Mikroskopy fluoresceční BX41 (Olympus) a invertovaný AE2000 (Intraco Micro). Chlazené fluorescenční kamery ASI 294 CC Pro 11 Mpx (ZWO), DeepSky IMX432 1.7 Mpx color (Explore Scientific) a veTEC IMX432 1.7 Mpx mono (Omegon).

  • Nanotechnologie – AFM Nanowizard 3 / ForceRobot (JPK) na konfokálním mikroskopu IX80 / FV1200 (Olympus). Vysokorychlostní AFM Dimension FastScan Bio AFM (Bruker). AFM Icon-Raman kombinace (Bruker / Renishaw). AFM Ntegra Vita/Solaris a AFM SolverNEXT (NT MDT).

Mezinárodní spolupráce

  • Laboratorio di Neuroingegneria e Bionanotecnologie, University of Genoa, Itálie – Roberto Raiteri
  • Chemo- and Biosensors, Institute of Analytical Chemistry,  University of Regensburg, Německo – Hans H. Gorris
  • Department of Chemistry, SUNY Potsdam, USA – Maria Hepel

Výzkumné projekty

  • Elektrochemický imunodetektor pro detekci HMGB1 v séru pacientů s různými formami leukémie: metoda pro rychlé zhodnocení úspěšnosti léčby ( NU20-08-00106)  Řešitel na MU: doc. RNDr. Petr Skládal, CSc., Období řešení: 5/2020 — 12/2023. Vývoj přenosného elektrochemického imunosensoru pro rychlé stanovení HMBG1 markeru – point-of-care diagnostika.

Přehled všech aktuálních a dokončených projektů na stránkách MUNI.

Vybrané publikace

Přehled nejnovějších publikací na stránkách Biosensor a přehled všech publikací na stránkách MUNI.

  • Skladal P. Smart bioelectronic tongues for food and drinks control. TRENDS IN ANALYTICAL CHEMISTRY 127. 2020. doi:10.1016/j.trac.2020.115887

  • Farka Z., Mickert MJ., Pastucha M., Mikusova Z., Skladal P., Gorris HH. Advances in Optical Single-Molecule Detection: En Route to Supersensitive Bioaffinity Assays. ANGEWANDTE CHEMIE-INTERNATIONAL EDITION 59. 2020. doi:/10.1002/anie.201913924

  • Caluori G., Pribyl J., Pesl M., Jelinkova S., Rotrekl V., Skladal P., Raiteri R. Non-invasive electromechanical cell-based biosensors for improved investigation of 3D cardiac models. BIOSENSORS BIOELECTRONICS 124. doi:10.1016/j.bios.2018.10.021

  • Farka Z., Juřík T., Kovář D., Trnková L., Skládal P. Nanoparticle-Based Immunochemical Biosensors and Assays: Recent Advances and Challenges. CHEMICAL REVIEWS 117. 2017. doi:10.1021/acs.chemrev.7b00037

  • Nardone G., Cruz JO., Vrbský J., Martini C., Přibyl J., Skládal P., Pešl M., Caluori G., Pagliari S., Martino F., Maceckova Z., Hajdúch M., Sanz-Garcia A., Pugno NM., Stokin GB., Forte G. YAP Regulates Cell Mechanics By Controlling Focal adhesion Assembly. NATURE COMMUNICATIONS 8. 2017. doi:10.1038/ncomms15321

  • Skládal P. Piezoelectric Biosensors. TRENDS IN ANALYTICAL CHEMISTRY 79. 2016. doi:10.1016/j.jviromet.2004.01.005

  • Kovar D., Farka Z., Skladal P. Detection of Aerosolized Biological Agents Using the Piezoelectric Immunosensor. ANALYTICAL CHEMISTRY 86. 2014. doi:10.1021/ac501623m


icons by eucalyp from the noun project