JoVE Logo
Authors
Contact Us

Sign In

A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.

In This Article

  • Summary
  • Abstract
  • Introduction
  • Protocol
  • النتائج
  • Discussion
  • Disclosures
  • Acknowledgements
  • Materials
  • References
  • Reprints and Permissions

Summary

This protocol demonstrates how to achieve femto molar detection sensitivity of proteins in 10 µL of whole blood within 30 min. This can be achieved by using electrospun nanofibrous mats integrated in a lab-on-a-disc, which offers high surface area as well as effective mixing and washing for enhanced signal-to-noise ratio.

Abstract

Enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA) is a promising method to detect small amount of proteins in biological samples. The devices providing a platform for reduced sample volume and assay time as well as full automation are required for potential use in point-of-care-diagnostics. Recently, we have demonstrated ultrasensitive detection of serum proteins, C-reactive protein (CRP) and cardiac troponin I (cTnI), utilizing a lab-on-a-disc composed of TiO2 nanofibrous (NF) mats. It showed a large dynamic range with femto molar (fM) detection sensitivity, from a small volume of whole blood in 30 min. The device consists of several components for blood separation, metering, mixing, and washing that are automated for improved sensitivity from low sample volumes. Here, in the video demonstration, we show the experimental protocols and know-how for the fabrication of NFs as well as the disc, their integration and the operation in the following order: processes for preparing TiO2 NF mat; transfer-printing of TiO2 NF mat onto the disc; surface modification for immune-reactions, disc assembly and operation; on-disc detection and representative results for immunoassay. Use of this device enables multiplexed analysis with minimal consumption of samples and reagents. Given the advantages, the device should find use in a wide variety of applications, and prove beneficial in facilitating the analysis of low abundant proteins.

Introduction

وقد وضعت عدة برامج لتشخيص المرض استنادا إلى المواد النانومترية الحجم 1،2 مثل أسلاك، 3 النانوية، 4 الأنابيب النانوية و 5 و ألياف النانو (NFS) 6-8. هذه المواد النانوية آفاقا ممتازة في تصميم التقنيات الجديدة لاختبارات بيولوجية حساسة للغاية نظرا لخصائص الفيزيائية الفريدة. على سبيل المثال، تم استخدام ألياف النانو أكسيد الزنك mesoporous للفيمتو-الرحى كشف حساسة من المؤشرات الحيوية سرطان الثدي. 9 في الآونة الأخيرة، المواد متناهية الصغر على أساس ثاني أكسيد التيتانيوم (تيو 2) تم التنقيب فيها عن تطبيقات bioanalytical 10 النظر في الاستقرار الكيميائي، 11 يذكر تمسخ البروتين و 12 و توافق مع الحياة. 13 وبالإضافة إلى ذلك، فإن مجموعة الهيدروكسيل على سطح تيو 2 تسهل تعديل الكيميائية ومرفق التساهمية الجزيئات الحيوية. 14،15 منقوشة تيو 2 ثين الأفلام 16 أو تيو 2 نانوتيوب 17 استخدمت لتعزيز حساسية الكشف عن البروتين المستهدف من خلال زيادة مساحة السطح. ومع ذلك، فإن عملية تصنيع معقدة نوعا ما، وتتطلب معدات باهظة الثمن. من ناحية أخرى، NFS electrospun تحظى باهتمام بسبب مساحة عالية وكذلك عملية مباشرة وتلفيق تكلفة منخفضة؛ 18،19 بعد، فإن السمة الهشة أو فضفاضة من electrospun تيو 2 NF حصيرة يجعل من الصعب التعامل معها و تتكامل مع أجهزة ميكروفلويديك. 6،20 لذلك، نادرا ما تستخدم في تيو 2 NF الحصير في تطبيقات bioanalytical، ولا سيما تلك التي تتطلب الظروف القاسية الغسيل.

في هذه الدراسة، للتغلب على هذه القيود، قمنا بتطوير تقنية جديدة لنقل electrospun NF الحصير على سطح أي الركيزة الهدف من خلال الاستفادة من طبقة لاصقة ثنائي ميثيل بولي سيلوكسان رقيقة (PDMS). Furthermore، لقد أظهرت بنجاح دمج electrospun تيو 2 NF الحصير على جهاز ميكروفلويديك الطرد المركزي المصنوعة من البولي (PC). باستخدام هذا الجهاز، تم التوصل إلى كشف عالية حساسة، مؤتمتة بالكامل، ومتكاملة من البروتين سي التفاعلي (CRP)، وكذلك التروبونين القلبي الأول (cTnI) في غضون 30 دقيقة من فقط 10 ميكرولتر من الدم الكامل. 21 نظرا لمجتمعة مزايا خصائص NFS ومنصة الطرد المركزي، أظهر فحص مجموعة واسعة ديناميكية من ستة أوامر من حجم من 1 غ / مل (~ 8 FM) إلى 100 نانوغرام / مل (~ 12:08) مع الحد الأدنى من الكشف 0.8 غ / مل (~ 6 FM) لCRP ومجموعة ديناميكية من 10 جزء من الغرام / مل (~ 12:04) إلى 100 نانوغرام / مل (~ 4 نانومتر) مع حد الكشف عن 37 جزء من الغرام / مل (~ 01:05) لcTnI. هذه الحدود هي كشف ~ 300 و~ 20 أضعاف أقل مقارنة نتائجها ELISA التقليدية المقابلة. ويمكن تطبيق هذه التقنية للكشف عن أي البروتينات المستهدفة، مع الأجسام المضادة المناسبة. عموما، هذا الجهاز المشتركيونيتبول تسهم إلى حد كبير في في المختبر تشخيص وفحوصات الكيمياء الحيوية نظرا لأنه يمكن الكشف عن كميات نادرة من البروتينات المستهدفة مع حساسية كبيرة حتى من كميات صغيرة جدا من العينات البيولوجية، على سبيل المثال، 10 ميكرولتر من الدم الكامل. على الرغم من أننا تظاهر فقط الكشف عن بروتين مصل باستخدام الاليزا في هذه الدراسة، ونقل ودمج التكنولوجيا من electrospun NFS مع أجهزة ميكروفلويديك يمكن تطبيقها على نطاق أوسع في التفاعلات الكيميائية الحيوية الأخرى التي تحتاج إلى مساحة كبيرة لحساسية الكشف عالية.

Protocol

ولفت الدم من أشخاص أصحاء وجمعت في أنبوب جمع الدم: ملاحظة. تم الحصول على الموافقة المسبقة الخطية من جميع المتطوعين.

1. تصنيع تيو 2 NF حصير

  1. إعداد الحل السلائف 22
    1. حل 1.5 غرام من tetraisopropoxide التيتانيوم (TTIP) في خليط من الإيثانول (99.9٪، 3 مل)، وحامض الخليك الجليدي (3 مل)، ومزيج الحل في RT (25 درجة مئوية) لمدة 30 دقيقة على محرك مغناطيسي.
    2. حل 11٪ بالوزن من pyrrolidone البولي فينيل (PVP) في 3.64 غرام من الإيثانول (99.9٪) ويحرك الحل عند 65 درجة مئوية لمدة 1 ساعة باستخدام محرك مغناطيسي الساخنة لوحة.
    3. الجمع بين ويقلب الحلين عند 65 درجة مئوية لمدة 4 ساعات على النمام المغناطيسي الساخنة لوحة.
  2. العزل الكهربائي
    1. تحميل الحل أعد إلى حقنة متصلة إبرة الفولاذ المقاوم للصدأ 200 ميكرون ديامي الداخليثالثا. من أجل حل مباشرة في حقنة بعد إزالة المكبس.
    2. تقديم الحل باستمرار بمعدل تدفق 0.3 مل / ساعة لمدة 10 دقيقة على وسي ويفر (2 سم × 2 سم) وضعت على ركيزة أساس في الجهد العاصمة عالية (15 كيلو فولت). خلال العزل الكهربائي، تعيين المسافة بين الإبرة والركيزة الارض الى 10 سم.
  3. تكليس من حصيرة NF
    1. وضع حصيرة NF في الفرن وزيادة درجة حرارة تصل إلى 500 درجة مئوية مع نسبة التعلية من 3 ° C / دقيقة تحت ظروف عالية فراغ (5 × 10 -5 عربة).
    2. الحفاظ على درجة حرارة 500 درجة مئوية لمدة 3 ساعات. تهدئة درجة حرارة العينات إلى RT (25 درجة مئوية) في الفرن.

2. دمج تيو 2 NF حصيرة إلى الطرد المركزي ميكروفلويديك القرص

  1. تصنيع قرص
    1. استخدام برنامج تصميم 3D (على سبيل المثال، سولidWorks أو ما شابه ذلك) لتصوير غرف، قنوات، أو صمامات لكل طبقة من القرص. تحويل ملفات تصميم إلى رمز كمبيوتر التحكم العددي (CNC) باستخدام رمز توليد البرمجيات (على سبيل المثال، Edgecam أو ما شابه ذلك). استخدام البرمجيات وفقا لتعليمات دليل 23،24 ملاحظة: أبعاد قناة المعتادة المستخدمة في هذا الجهاز هي 1.0 مم × 0.3 مم (العرض × العمق).
    2. فتح برنامج تشغيل آلة الطحن CNC (على سبيل المثال، DeskCNC أو ما شابه ذلك) وتحميل كود التصنيع باستخدام الحاسب الآلي لبرنامج التشغيل وانقر على التالية بالترتيب: "AUTO" -> "G CODE فتح" -> اختر رمز التصنيع باستخدام الحاسب الآلي ولدت.
    3. نعلق لوحة الكمبيوتر على آلة طحن التصنيع باستخدام الحاسب الآلي: استخدام 1 ملم لوحات الكمبيوتر للطبقة العليا ولوحات الكمبيوتر 5 مم للطبقة القرص. تشغيل آلة الطحن CNC لقطع كل طبقة من القرص عن طريق النقر على زر "ستارت".
  2. نقل تيو 2 NF حصيرة على القرص
    1. وضع الركيزة السيليكون وطبق بتري صغيرة تحتوي على 40 ميكرولتر من (tridecafluoro-1،1،2،2-tetrahydrooctyl) -1-trichlorosilane في فراغ الغرفة في ظل فراغ لمدة 30 دقيقة. وfluorosilane يبخر ويحصل المغلفة على الركيزة.
    2. مزيج ثنائي ميثيل بولي سيلوكسان (PDMS) قبل البوليمر مع وكيل علاج في نسبة 10: 1 وديغا في فراغ الغرفة. تدور معطف PDMS على ركيزة السيليكون في 650 دورة في الدقيقة لمدة 60 ثانية.
    3. علاج PDMS المغلفة على الركيزة السيليكون في الفرن على 65 درجة مئوية لمدة 10 دقيقة لتحقيق دولة ملتصقة.
      ملاحظة: علاج الوقت يمكن أن تختلف تبعا للظروف البيئية، وقوة التصاق يمكن اختباره من قبل اختبار تك باستخدام مقياس غلفاني.
    4. نقل حصيرة تيو 2 NF بواسطة العزل الكهربائي والتكليس أعدت على السليكون مغلفة PDMS باستخدام منتاش. ثم، يدويا تطبيق الضغط امتثالي على نقل تيو 2 NF حصيرة مع كائن شقة (على سبيل المثال، شريحة زجاجية) وإزالة الكائن. ضعهذه العينة في الفرن عند 65 درجة مئوية لمدة 4 ساعات أو 80 درجة مئوية لمدة 1 ساعة لعلاج طبقة PDMS تماما.
    5. معطف غرف رد فعل ملزمة في القرص مع 20 ميكرولتر من PDMS / علاج خليط عامل (10: 1)، الذي يعمل بمثابة طبقة لاصقة إرفاق تيو 2 NF حصيرة على القرص.
    6. الاستغناء عن 50 ميكرولتر من الإيثانول (99.9٪) على تيو 2 NF حصيرة على طبقة PDMS، وقطع حصيرة NF مع وجود ثقب لكمة من قطر 6 مم، ونقل قطع تيو 2 NF حصيرة إلى غرف رد فعل ملزمة المغلفة مع 20 ميكرولتر من PDMS في الخطوة السابقة.
      ملاحظة: في هذه الخطوة، سوف الإيثانول تكون مفيدة لفصل قطع تيو 2 NF حصيرة من الركيزة سي.
    7. احتضان تيو 2 NF حصيرة القرص متكامل في الفرن عند 65 درجة مئوية لمدة 4 ساعات أو 80 درجة مئوية لمدة 1 ساعة لعلاج PDMS تماما.
  3. تعديل سطح تيو 2 NF حصيرة على القرص
    1. Prepare 1٪ حل ت / ت من (3-glycidoxypropyl) سيلاني methyldiethoxy (GPDES) في الإيثانول (99.9٪).
    2. علاج القرص متكامل تيو 2 NF حصيرة مع البلازما الأكسجين في 140 W، وتدفق الأكسجين 50 SCCM لمدة 180 ثانية. الاستغناء عن 100 ميكرولتر من حل GPDES على كل حصيرة ألياف نانوية واحتضانها في RT (25 درجة مئوية) لمدة 2 ساعة.
    3. غسل ركائز لفترة وجيزة قبل الاستغناء الإيثانول (99.9٪) باستخدام زجاجة غسل، ثم إزالة الايثانول تماما من قلب القرص والنشاف ضد نظيفة يمسح. علاج على 80 درجة مئوية لمدة 1 ساعة. يغسل مرتين مع الإيثانول (99.9٪) بنفس الطريقة كما هو مذكور أعلاه، لإزالة كثف جسديا وغير منضم GPDES الجزيئات.
    4. ضربة الجافة مع تيار النيتروجين وجافة في ظل فراغ.
      ملاحظة: يمكن تخزين القرص في حاوية مغلقة في RT (25 درجة مئوية) حتى الاستخدام.
  4. تجميد الأجسام المضادة على السطح
    1. جعل حل من 200 ميكروغرام / مل من الأجسام المضادة القبض على (وحيدة النسيلة الماوس المضادةهسكرب البشري أو الماوس وحيدة النسيلة المضادة للcTnI) عن طريق تمييع الأجسام المضادة مع العازلة الفوسفات مخزنة المالحة (PBS) (7.4 درجة الحموضة). الاستغناء عن 5 ميكرولتر من الحل على كل حصيرة NF في القرص باستخدام micropipette. انظر قائمة المواد لمزيد من المعلومات حول الأجسام المضادة.
    2. حافظ على الأقراص في غرفة ترطيب واحتضان عند 37 درجة مئوية لمدة 4 ساعات. غسل الأجسام المضادة المغلفة NF حصيرة مع 0.1٪ عازلة BSA-برنامج تلفزيوني. تملأ الغرفة مع 100 ميكرولتر من غسل العازلة باستخدام micropipette، وإزالة العازلة الشفط أو الصب. وأخيرا، عكس القرص وصمة عار ضد نظيفة يمسح، ومن ثم تجميع القرص.
  5. التجمع القرص
    1. رسم تصميم القرص على الجانب شريط لاصق مزدوج باستخدام برنامج CAD (على سبيل المثال، أوتوكاد أو ما شابه ذلك). تحميل تصميم CAD إلى القطع المخطط.
    2. قطع شريط لاصق مزدوج الجانب باستخدام القطع المخطط. تقشر طبقة حماية واحدة من شريط لاصق مزدوج وإرفاق طر على أعلى طبقة القرص. تقشر طبقة حماية أخرى ونعلق الطبقة العليا على طبقة القرص.
    3. تحميل القرص تجميعها مبدئيا في آلة الضغط ومحاذاة بالضبط طبقات أعلى / لاصق / القرص باستخدام علامات محاذاة في كل طبقة لربط كل صمام، قناة، وغرف. الضغط امتثالي باستخدام آلة الضغط.

3. المناعية

  1. ملء الغرف مع 1٪ عازلة BSA-PBS باستخدام micropipette واحتضان القرص عند 37 درجة مئوية لمدة 1 ساعة. إزالة المنطقة العازلة التي كتبها طموح باستخدام micropipette. تنفيذ هذه الخطوة لمنع المواقع كان رد فعل الامم المتحدة والحد من امتصاص غير محدد من البروتين في القرص.
  2. يغسل مرتين مع 0.1٪ BSA-برنامج تلفزيوني عن طريق ملء والشفط الدوائر باستخدام micropipette.
    ملاحظة: في هذه المرحلة يمكن تخزين القرص في 4 درجات مئوية حتى الاستخدام.
  3. تحميل 10 ميكرولتر من-ارتفعت مستضد الدم الكامل أو المصل خالية من بروتين سي التفاعلي للكشف عن البروتين على القرص باستخدام micropipettه. لجعل الرسوم البيانية المعايرة، واستخدام تركيزات بروتين سي التفاعلي من 1 غ / مل إلى 100 نانوغرام / مل. وcTnI من 10 جزء من الغرام / مل إلى 100 نانوغرام / مل.
    ملاحظة: نظرا لارتفاع مستويات بروتين سي التفاعلي في الدم الكامل، الذي يكون عادة في نطاق ميكرومتر، وكان يستخدم المصل خالية من بروتين سي التفاعلي للتدليل على حد الكشف المنخفض للجهاز.
  4. تدور القرص في 3600 دورة في الدقيقة (391 x ج) لمدة 60 ثانية لفصل خلايا الدم الحمراء.
  5. فتح صمام # 1 بواسطة أشعة الليزر، ونقل 4 ميكرولتر من البلازما طاف إلى الغرفة التي تحتوي على 8 ميكرولتر من الكشف عن الأجسام المضادة مترافق مع HRP قبل الغزل القرص في 2400 دورة في الدقيقة لمدة 3 ثانية.
    ملاحظة: يتم وصف العمليات العامة للتشغيل صمام وتصور عملية القرص بالتفصيل في التقرير السابق 21
  6. تطبيق طريقة الخلط (15 هرتز ق -1، 15 درجة) لمدة 5 ثانية لربط البروتين والكشف عن الأجسام المضادة.
  7. فتح صمام رقم 2، ونقل الخليط المعد في الخطوة 6 إلى دائرة رد الفعل ملزمة (2400 دورة في الدقيقة، 3 ثانية). ثم، وتطبيق طريقة الخلط (60 هرتز ق -1 و 2 درجة) لمدة 20 دقيقة لتحقيق تفاعل مناعي بين الخليط والأجسام المضادة ملزمة للNFS تيو 2. بعد رد الفعل، وفتح صمام # 3 ونقل الخليط المتبقي إلى غرفة النفايات (2400 دورة في الدقيقة، 10 ثانية).
  8. نقل غسل العازلة (600 ميكرولتر) إلى دائرة رد الفعل ملزم عن طريق فتح صمام رقم 4 والغزل القرص (2400 دورة في الدقيقة، 4 ثانية). ثم تطبيق طريقة الخلط (30 هرتز ق -1 و 30 درجة مئوية) لمدة 120 ثانية لغسل تيو 2 NFS في الغرفة.
  9. غسل تيو 2 NFS مرتين أكثر باتباع نفس الحالة الخطوة 3.8، وإزالة غسل العازلة المتبقية بالكامل من قبل الغزل القرص في 2400 دورة في الدقيقة لمدة 20 ثانية. ثم، أغلق صمام # 5.
  10. للتفاعل chemiluminescent، وتطبيق طريقة الخلط (30 هرتز ق -1 و 2 درجة) لمدة 1 دقيقة بعد نقل الحل الركيزة chemiluminescent إلى دائرة رد الفعل ملزمة بفتح صمام # 6 و الغزلالقرص في 2400 دورة في الدقيقة لمدة 10 ثانية في وقت لاحق.
  11. نقل الحل الركيزة رد على غرف الكشف عن طريق فتح صمام # 7 والغزل القرص في 2400 دورة في الدقيقة لمدة 10 ثانية.
  12. قياس إشارات التوهج من حل الركيزة رد باستخدام أنبوب مضخم (PMT) وحدة نظام الكشف التجهيز.
    ملاحظة: نظام الكشف آلة بنيت خصيصا باستخدام الأجزاء التالية: خطوة المحركات والمكونات الميكانيكية، مراحل الترجمة، وPMT متاحة تجاريا. يتم تجميع الأجزاء الميكانيكية والسيارات خطوة لوضع الجهاز، والمحرك يستطيع تدوير القرص. يتم تنفيذ الكشف عن طريق PMT ثابتة على الأجزاء الميكانيكية، ويقع فوق غرف الكشف عن الجهاز. عن طريق التلاعب في محرك الخطوة، يتم محاذاة غرف الكشف الحق تحت منطقة كشف PMT.

النتائج

باستخدام هذا البروتوكول، جهاز ميكروفلويديك الطرد المركزي مؤتمتة بالكامل للكشف عن البروتين من الدم الكامل مع أعد حساسية عالية. وقبل عمليات العزل الكهربائي والتكليس أعدت تيو 2 الحصير NF. من أجل افتعال NFS من القطر المطلوب، التشكل، وسمك، العزل الك...

Discussion

الفحص على تيو 2 NF قرص مدمج هي تقنية سريعة وغير مكلفة وسهلة للكشف عن فائق الحساسية من بروتينات وفيرة المنخفضة الحالية في حجم منخفض جدا من الدم. هذا الأسلوب له ميزة استخدام كميات عينة صغيرة (10 ميكرولتر)، وهي قابلة للتحليل عينات متعددة في وقت واحد. وهذا يوفر إمكانات ...

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

وأيد هذا العمل من قبل مؤسسة أبحاث الوطني الكوري (جبهة الخلاص الوطني) منح (2013R1A2A2A05004314، 2012R1A1A2043747)، منحة من كوريا صحة التكنولوجيا R & مشروع التطوير، وزارة الصحة والرعاية الاجتماعية (A121994) وIBS-R020-D1 بتمويل من الحكومة الكورية.

Materials

NameCompanyCatalog NumberComments
Si waferLG SILTRONPolished Wafer, test gradeDia. (mm) = 150, orientation = <100>, dopant = boron, RES(Ohm-cm) = 1 - 30, thickness (μm) = 650 - 700
Polycarbonate (PC) Daedong PlasticPCS#6900Thickness (mm) = 1 and 5 
Titanium tetraisopropoxide, 98%,Sigma-Aldrich205273
Polyvinylpyrrolidone, Mw = 1,300,000Sigma-Aldrich437190
Acetic acidSigma-Aldrich320099
Anhydrous ethanolSigma-Aldrich459836
Tridecafluoro-1,1,2,2-tetrahydrooctyl)-1-trichlorosilaneSigma-Aldrich448931
PDMS and curing agentDow CorningSYLGARD 184
GPDESGelest IncSIG5832.0 
EthanolJ T Baker
FE-SEMFEINova NanoSEM
X-ray photoelectron spectroscopyThermoFisherK-alpha
3D modeling machineM&I CNC Lab, KoreaCNC milling machine
Wax-dispensing machineHanra Precision Eng. Co. Ltd., KoreaCustomized
Double-sided adhesive tapeFLEXcon, USADFM 200 clear 150 POLY H-9 V-95
Cutting plotterGraphtec Corporation, JapanGraphtec CE3000-60 MK2
Spin coaterMIDASSPIN-3000D
Furnace (calcination)R. D. WEBB COMPANYWEBB 99
Rheometer (Tack test)Thermo ScientificHaake MARS III - ORM Package
Oxygen plasma systemFEMTOCUTE
Monoclonal mouse antihuman hsCRPHytest Ltd., Finland4C28(clone # C5)
Monoclonal mouse anti-cTnIHytest Ltd., Finland4T21(clone # 19C7)
HRP conjugated goat polyclonal anti-hsCRPAbcam plc., MAab19175
HRP conjugated mouse monoclonal anti-cTnIAbcam plc., MAab24460(clone # 16A11)
hsCRPAbcam plc., MAab111647
cTnIFitzgerald, MA30-AT43
Bovine AlbuminSigma-AldrichA7906
PBSAmresco IncE404
Blood collection tubesBD vacutainer367844K2 EDTA 7.2 mg plus blood
collection tubes
SuperSignal ELISA femtoInvitrogen37074
Modular multilabel plate readerPerkin ElmerEnvision 2104
Disc operating machineHanra Precision Eng. Co. Ltd., KoreaCustomized
Photomultiplier tube (PMT)Hamamatsu PhotonicsH1189-210
AutoCADAutoDeskVersion 2012Design software
SolidWorks 3D CAD software SOLIDWORKS Corp.Version 20133D Design software,
EdgecamVero softwareversion 2009.01.06928Code generating software
DeskCNCCarken Co.version 2.0.2.18CNC milling machine software

References

  1. Zhang, Y., et al. Nanomaterials for Ultrasensitive Protein Detection. Adv. Mater. 25 (28), 3802-3819 (2013).
  2. Hu, W., Li, C. M. Nanomaterial-based advanced immunoassays. Wiley Interdiscip. Rev. Nanomed. Nanobiotechnol. 3 (2), 119-133 (2011).
  3. Yang-Kyu, C., Chang-Hoon, K. Silicon Nanowire Biosensor for Cancer Markers. Biosensors and Cancer. , 164-183 (2012).
  4. Baltazar, R., Vistas, C. R., Ferreira, G. M. Biosensing Applications Using Nanoparticles. Nanocomposite Particles for Bio-Applications. , 265-282 (2011).
  5. Roy, P., Berger, S., Schmuki, P. TiO2 Nanotubes: Synthesis and Applications. Angew. Chem. Int. Ed. 50 (13), 2904-2939 (2011).
  6. Yang, D., et al. Electrospun Nanofibrous Membranes: A Novel Solid Substrate for Microfluidic Immunoassays for HIV. Adv. Mater. 20 (24), 4770-4775 (2008).
  7. Chantasirichot, S., Ishihara, K. Electrospun phospholipid polymer substrate for enhanced performance in immunoassay system. Biosens. Bioelectron. 38 (1), 209-214 (2012).
  8. Zhang, N., et al. Electrospun TiO2 Nanofiber-Based Cell Capture Assay for Detecting Circulating Tumor Cells from Colorectal and Gastric Cancer Patients. Adv. Mater. 24 (20), 2756-2760 (2012).
  9. Ali, M. A., Mondal, K., Singh, C., Dhar Malhotra, B., Sharma, A. Anti-epidermal growth factor receptor conjugated mesoporous zinc oxide nanofibers for breast cancer diagnostics. Nanoscale. 7 (16), 7234-7245 (2015).
  10. Mondal, K., Ali, M. A., Agrawal, V. V., Malhotra, B. D., Sharma, A. Highly Sensitive Biofunctionalized Mesoporous Electrospun TiO2 Nanofiber Based Interface for Biosensing. ACS Appl. Mater. Interfaces. 6 (4), 2516-2527 (2014).
  11. Tu, W., Dong, Y., Lei, J., Ju, H. Low-Potential Photoelectrochemical Biosensing Using Porphyrin-Functionalized TiO2 Nanoparticles. Anal. Chem. 82 (20), 8711-8716 (2010).
  12. Liu, S., Chen, A. Coadsorption of Horseradish Peroxidase with Thionine on TiO2 Nanotubes for Biosensing. Langmuir. 21 (18), 8409-8413 (2005).
  13. Portan, D. V., Kroustalli, A. A., Deligianni, D. D., Papanicolaou, G. C. On the biocompatibility between TiO2 nanotubes layer and human osteoblasts. J.Biomed.Mater.Res. Part A. 100 (10), 2546-2553 (2012).
  14. Dettin, M., et al. Covalent surface modification of titanium oxide with different adhesive peptides: Surface characterization and osteoblast-like cell adhesion. J. Biomed. Mater. Res. Part A. 90 (1), 35-45 (2009).
  15. Kim, W. -. J., et al. Enhanced Protein Immobilization Efficiency on a TiO2 Surface Modified with a Hydroxyl Functional Group. Langmuir. 25 (19), 11692-11697 (2009).
  16. Son, K. J., Ahn, S. H., Kim, J. H., Koh, W. -. G. Graft Copolymer-Templated Mesoporous TiO2 Films Micropatterned with Poly(ethylene glycol) Hydrogel: Novel Platform for Highly Sensitive Protein Microarrays. ACS Appl. Mater. Interfaces. 3 (2), 573-581 (2011).
  17. Kar, P., Pandey, A., Greer, J. J., Shankar, K. Ultrahigh sensitivity assays for human cardiac troponin I using TiO2 nanotube arrays. Lab Chip. 12 (4), 821-828 (2012).
  18. Agarwal, S., Wendorff, J. H., Greiner, A. Use of electrospinning technique for biomedical applications. Polymer. 49 (26), 5603-5621 (2008).
  19. Ding, B., Wang, M., Wang, X., Yu, J., Sun, G. Electrospun nanomaterials for ultrasensitive sensors. Mater. Today. 13 (11), 16-27 (2010).
  20. Liu, Y., Yang, D., Yu, T., Jiang, X. Incorporation of electrospun nanofibrous PVDF membranes into a microfluidic chip assembled by PDMS and scotch tape for immunoassays. ELECTROPHORESIS. 30 (18), 3269-3275 (2009).
  21. Lee, W. S., Sunkara, V., Han, J. -. R., Park, Y. -. S., Cho, Y. -. K. Electrospun TiO2 nanofiber integrated lab-on-a-disc for ultrasensitive protein detection from whole blood. Lab Chip. 15 (2), 478-485 (2015).
  22. Li, D., Xia, Y. Fabrication of Titania Nanofibers by Electrospinning. Nano Lett. 3 (4), 555-560 (2003).
  23. Lombard, M. . SolidWorks 2013 BIBLE. , (2013).
  24. Tickoo, S. . EdgeCAM 11.0 for Manufacturers. , (2007).
  25. Zhu, R., et al. Improved adhesion of interconnected TiO2 nanofiber network on conductive substrate and its application in polymer photovoltaic devices. Appl. Phys. Lett. 93 (1), 013102 (2008).
  26. Song, M. Y., Ahn, Y. R., Jo, S. M., Kim, D. Y., Ahn, J. -. P. TiO2 single-crystalline nanorod electrode for quasi-solid-state dye-sensitized solar cells. Appl. Phys. Lett. 87 (11), 113113 (2005).
  27. Katsuhiro, O., et al. Electrospinning processed nanofibrous TiO2 membranes for photovoltaic applications. Nanotechnology. 17 (4), 1026-1031 (2006).

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

Explore More Articles

110 2

This article has been published

Video Coming Soon

JoVE Logo

Privacy

Terms of Use

Policies

Contact Us

Recommend to library

JoVE NEWSLETTERS

Research

Education

Authors

Librarians

ABOUT JoVE

Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved