Name: ultrasensitive detection of biomarkers by using a molecular imprinting based capacitive biosensor
Uploaded: 2018-02-16T14:00:00.000+00:00
Duration: 8 min 22 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about Ultrasensitive Detection of Biomarkers by Using a Molecular Imprinting Based Capacitive Biosensor at JoVE.com

Maria Baumgarten (IQ biyoteknoloji Platform, enfeksiyon tıp, Lund Üniversitesi) gerçekleştirme ve tarama elektron filmler sağlamak için kabul edilmektedir. Bu eser Avrupa üçüncü ortak programlama girişimi Antimikrobiyal direnç (JPIAMR) çağrı "İletim dinamiği." bir parçası olarak gelen İsveçli Araştırma Konseyi Formas (2017-00100) hibe tarafından desteklenmiştir Fon çalışma tasarım, yorumu, yazma, el yazması, göndermek veya karar karar hazırlanması çalışmaları yayımlamak için herhangi bir rolü yoktu.

1. cam kapak modifikasyonu (şablon pullar) notları
<ol><li>Cam kapak makbuzları temizlemek için onları sırayla 10 mL 1,0 M HCl, deiyonize su ve 1,0 M NaOH, sırasıyla, her adımda bir ultrasonik temizleyici oda sıcaklığında 10 dakika bırakın.<ol>
<li>Azot gazı cam kapak torbalarla kuru. Not: Kapak paket fişi buharlaşma gaz azot akışı altında tarafından kurutulur.</li>
	</ol>
</li>
	<li>% 10 (v/v), 3-amino-propil-triethoxysilane (APTES) 1s cam yüzeyinde, oda sıcaklığında amino grupları tanıtmak için etanol içinde 10 mL solüsyon temizlenmiş ve kurutulmuş kapak makbuzları bırakın.<ol>
<li>Kapak makbuzları deiyonize suyla durulayın.</li>
		<li>Azot gazı kapak torbalarla kuru.</li>
	</ol>
</li>
	<li>APTES değiştiren kapak makbuzları % 5 (v/v), 10 mL solüsyon 10 mM fosfat tampon (pH 7,4) oda sıcaklığında6,15yüzeyi amino grupları etkinleştirmek için 2 h için oxazolidin, bırakın.<ol>
<li>Aşırı oxazolidin yüzeyden kaldırmak için 10 mM fosfat tampon (pH 7,4) kapak torbalarla durulayın.</li>
		<li>Azot gazı kapak torbalarla kuru.</li>
	</ol>
</li>
	<li>1.0 mL 0.1 mg/mL konsantrasyonu 10 mM fosfat tampon (pH 7,4) şablonu (protein/bakteriyofaj) çözeltisi hazırlamak. Not: protein fosfat tampon (10 mM, pH 7,4) 1.0 ml 0.1 mg geçiyoruz. Gerekirse, bir Spektrofotometre (280 nm) protein konsantrasyonu belirlemek için kullanılabilir.<ol>
<li>Bu şablon çözüm değiştirilmiş kapak paket fişi üzerine 200 µL bırakın ve gecede 4 ° C'de kuluçkaya. Not: Aşırı şablon çözüm 1-2 daha fazla şablon pullar karakterizasyonu çalışmalarda kullanılmak üzere hazırlamak için kullanılabilir.</li>
		<li>Yüzeyden ilişkisiz şablonunu kaldırmak için 10 mM fosfat tampon (pH 7,4) kapak torbalarla durulayın. Not: elektrotlar durulama için 30 için fosfat tampon (10 mM, pH 7,4) ile yıkama onları s.</li>
		<li>Azot gazı kapak torbalarla kuru. Not: Bunlar polimerizasyon adımda kullanılır kadar kapak paket fişi 4 ° C de saklanmalıdır.</li>
	</ol>
</li>
</ol>2. kapasitif altın elektrotlar modifikasyonu
<ol><li>Elektrotlar temiz küçük bir ölçek, elektrotlar sırayla, 5 mL etanol (% 70), de içeren batırmak deiyonize su, aseton, deiyonize su, asidik piranha çözüm (3:1, H2SO4: H2O2, v/v) ve deiyonize su, sırasıyla her adımda bir ultrasonik temizleyici oda sıcaklığında 10 dakika için.<ol>
<li>Elektrotlar azot gazı ile kuru.</li>
	</ol>
</li>
	<li>İngilizce electropolymerization gerçekleştirmek için 8 mL 10 mM İngilizce çözeltisi 10 mM fosfat tampon (pH 7,4) içeren etanol (2 mL)15dakika içinde hazır olun. Not: İngilizce çözüm hacmi 2 mL etanol de dahil olmak üzere toplam 8 mL olmalıdır.<ol>
<li>Çevrimsel voltammetric (15 döngüleri) bir potansiyel kapsayan bir potansiyostat kullanarak Bu çözümde taramalar aralığı 0 - 1.5 V (Ag/AgCl) ve 50 mV/s30tarama hızı.</li>
		<li>Elektrotlar deiyonize suyla durulayın.</li>
		<li>Elektrotlar azot gazı ile kuru.</li>
	</ol>
</li>
	<li>30 mM acryloyl klorür ve toluen 30 mM trimethylamine içeren bir çözümde elektrotlar bırakın (VToplam 5 mL =) oda sıcaklığında6,15,30gece.<ol>
<li>Elektrotlar deiyonize suyla durulayın. Not: klorür ve trimethylamine artıkları unreacted acryloyl daha iyi bir kaldırılmasını sağlamak için NaOH ile yüzey sonra deiyonize suyla yıkamak mümkündür.</li>
		<li>Elektrotlar azot gazı ile kuru.</li>
	</ol>
</li>
</ol>3. şablon hazırlanması kapasitif altın elektrotlar baskılı
<ol><li>
Bakteriyofaj hazırlanması kapasitif altın elektrotlar baskılı
	<ol>
<li>Polimerizasyon önce monomer (N-hydroxymethyl Akrilamid) ve cross-linker (polietilen glikol-400-dimethacrylate) bir oranı 1:5 (mol/mol) 10 mM fosfat tampon (pH 7,4) 1 ml içeren bir monomer çözüm hazırlamak. Not: farklı oranlarının monomer ve cross-linker içeren monomer çözüm kullanılabilir veya monomer ve cross-linker türleri spesifik etkileşime duruma getirilmesi için şablon göre değiştirilebilir.</li>
		<li>Fotoğraf-başlatıcı 1 mg bu çözüm ekleyin. Not: polimerizasyon UV ışık altında gerçekleştirilirse, daha sonra fotoğraf başlatıcı polimerizasyon başlatmak için kullanılmalıdır. Polimerizasyon serbest radikal polimerizasyon tarafından gerçekleştirilirse, başlatıcı türü değiştirilmelidir.</li>
		<li>Bu çözümün değiştirilmiş altın elektrot altın yüzeyinin 1.5 µL pipet. Not: Altın elektrot yüzeyine şematik Resim 1' de gösterilen.</li>
		<li>Şablon damga monomer çözüm üst kısmında altın elektrot yüzeyi ile temas halinde getir.</li>
		<li>UV polimerizasyon başlatmak (365 nm, 400 W) ve 15 dk31için devam edin. Not: UV polimerizasyon-25 ° C-polimerizasyon işlemini başlatmadan önce ayarlanmış soğutma bir kabine içinde gerçekleştirilir. Sonra sistem kür UV ışığı yanar ve polimerizasyon sistemi kür UV ışığı kapatıp açmadan önce 15 dakikadır devam edilir.</li>
		<li>Şablon damga yüzeyden forseps kullanarak kaldırın. Not: şablon damga yüzeyden kaldırılırken, polimer filmin yüzeyinde bozuk olabilir. Bu nedenle, damga yüzeyden çok dikkatli ve yavaş yavaş güç kullanmadan kaldırılması gerekir.</li>
		<li>Elektrot yüzeyi deiyonize suyla durulayın ve azot gazı ile kuru.</li>
		<li>10 mM 1-dodecanethiol etanol için 20 dk iğne elektrot yüzeyinde karşılamak için hazırlanan 1 ml elektrotlar bırakın.</li>
		<li>Elektrotlar deiyonize suyla durulayın ve elektrotlar azot gazı ile kuru.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
Protein hazırlanması kapasitif altın elektrotlar baskılı
	<ol>
<li>Polimerizasyon önce monomerler içeren bir monomer çözüm hazırlamak (Akrilamid: 54 mg; N-hydroxymethylacrylamide: 140 µL; N-isopropylacrylamide: 85,6 mg) ve cross-linker (methylenebisacrylamide: 9,5 mg) ultra saf su30,32820 µL içinde.</li>
		<li>%5 (v/v) N, N, N hazırlamak ', N'-tetramethylethyldiamine (TEMED) ultra saf su.</li>
		<li>TEMED çözümün 20 µL monomer çözüm ekleyin ve 5 min için azot gazı ile tasfiye.</li>
		<li>% 10 (w/v) amonyum persülfat (APS) ultra saf su hazırlamak.</li>
		<li>APS çözüm 20 µL monomer çözüm ekleyin.</li>
		<li>Değiştirilmiş altın elektrot yüzeyine monomer çözümün 1,5 µL pipet.</li>
		<li>Şablon damga monomer tedavi yüzeyi ile temas getir.</li>
		<li>Polimerizasyon oda sıcaklığında başlarlar ve 5 h için. Not: UV-polimerizasyon, yerine protein baskılı altın elektrotlar hazırlanması için serbest radikal polimerizasyonu, oda sıcaklığında (25 ° C) APS-TEMED başlatıcı-katalizör kullanarak gerçekleştirilir.</li>
		<li>Şablon damga yüzeyden forseps kullanarak dikkatli bir şekilde çıkarın.</li>
		<li>Elektrot deiyonize suyla durulayın ve azot gazı ile kuru.</li>
		<li>10 mM 1-dodecanethiol etanol için 20 dk iğne elektrot yüzeyinde karşılamak için hazırlanan 1 ml elektrotlar bırakın.</li>
		<li>Elektrotlar deiyonize suyla durulayın ve elektrotlar azot gazı ile kuru.</li>
	</ol>
</li>
</ol>4. tarama elektron mikroskobu (SEM) olan elektrot yüzeyi karakterizasyonu
<ol><li>Numune alüminyum sahipleri yapışkanlı karbon bant ile bağlama.</li>
	<li>Elektrotlar ile 10 nm Paladyum/altın ceket.</li>
	<li>Elektrotlar SEM ile incelemek</li>
</ol>5. gerçek zamanlı kapasitif ölçümleri şablonu ile Kapasitif altın elektrotlar baskılı
<ol><li>Baskılı kapasitif altın elektrotlar bir kapasitif Biyoalgılayıcı entegre elektrokimyasal akışı hücresine yerleştirin.</li>
	<li>Rejenerasyon tampon (25 mM glisin-HCl, pH 2.5, 50 mM ara-20 de dahil olmak üzere) ve 1 L çalışan tampon 100 mL hazırlamak (bakteriyofaj için baskılı sistemi: 10 mM fosfat, pH 7.4; protein baskılı sistemi için: 50 mM Tris-HCl, pH 7,4).</li>
	<li>Analiz sistemi ile çalışan arabellek 25 min için sistemi yeniden equilibrate yeniden oluşturmak için yeniden oluşturma işlemi tampon enjeksiyon ile başlayın.</li>
	<li>Standart Şablon Çözümleri arabellek çalışan istenen konsantrasyon aralığında hazırlayın. Not: İlk 0.1 mg protein veya yaklaşık 108 pfu bacteriophages, 1.0 mL fosfat tampon (10 mM fosfat, pH 7,4) çözülerek bir hazır şablon çözüm hazır olun. O zaman, standart çözümler on ardışık 10 kat dilutions hisse senedi çözümden yaparak kalibrasyon eğrisi için hazır olun. Bu çözümler adım 5.5 kapasitif Biyoalgılayıcı ile incelenecek. Protein konsantrasyonu ölçülür bir Spektrofotometre kullanarak (280 nm). Bakteriyofaj konsantrasyon ölçmek için bir çift katmanlı agar yöntem, hangi anlatılan kullanılabilir daha önce19detayları.</li>
	<li>Bu standart çözümlerin en uygun koşullar içinde belgili tanımlık sistem için sırayla 250 µL enjekte (akış hızı: 100 µL/dak, sıcaklık: 25 ° C). Not: bakteriyofaj konsantrasyonları aralığı 1.0 x 10 '1 - 105 pfu/mL x 1.0 iken bu uygulamada, standart protein çözümleri 1.0 x 10-4 - 1.0 x 10-14, konsantrasyon aralığında hazırlanmıştır. Çözümler enjeksiyon kapak yerleştirilir ve sırayla triplicates örneklerinde tek şırınga pompa ve birden çok bağlantı noktalı Vana enjekte sistem içine enjekte. Şablon bağlama gelen baskılı boşluklar doğan standart çözümler enjekte sonra kapasitans azalma gerecin yazılım tarafından otomatik olarak izlenir.</li>
</ol>

<ol>
	<li>Lin, T. Y., Hu, C. H., Chou, T. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Determination+of+albumin+concentration+by+MIP-QCM+sensor.">Determination of albumin concentration by MIP-QCM sensor.</a> Biosensors and Bioelectronics. 20 (1), 75-81 (2004).</li><li>Berggren, C., Bjarnason, B., Johansson, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Capacitive+Biosensors.">Capacitive Biosensors.</a> Electroanalysis. 13 (3), 173-180 (2001).</li><li>Zhang, S., Garcia-D'Angeli, A., Brennan, J. P., Huo, Q. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Predicting+detection+limits+of+enzyme-linked+immunosorbent+assay+(ELISA)+and+bioanalytical+techniques+in+general.">Predicting detection limits of enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA) and bioanalytical techniques in general.</a> The Analyst. 139 (2), 439-445 (2014).</li><li>Mattiasson, B., Teeparuksapun, K., Hedstr&#246;m, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Immunochemical+binding+assays+for+detection+and+quantification+of+trace+impurities+in+biotechnological+production.">Immunochemical binding assays for detection and quantification of trace impurities in biotechnological production.</a> Trends in Biotechnology. 28 (1), 20-27 (2010).</li><li>Limbut, W., Hedstr&#246;m, M., Thavarungkul, P., Kanatharana, P., Mattiasson, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Capacitive+biosensor+for+detection+of+endotoxin.">Capacitive biosensor for detection of endotoxin.</a> Analytical and Bioanalytical Chemistry. 389 (2), 517-525 (2007).</li><li>Ert&#252;rk, G., Berillo, D., Hedstr&#246;m, M., Mattiasson, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Microcontact-BSA+imprinted+capacitive+biosensor+for+real-time,+sensitive+and+selective+detection+of+BSA.">Microcontact-BSA imprinted capacitive biosensor for real-time, sensitive and selective detection of BSA.</a> Biotechnology Reports. 3, 65-72 (2014).</li><li>Arshady, R., Mosbach, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Synthesis+of+substrate-selective+polymers+by+host-guest+polymerization.">Synthesis of substrate-selective polymers by host-guest polymerization.</a> Macromolecular Chemistry and Physics. 182 (2), 687-692 (1981).</li><li>Andersson, L. I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Molecular+imprinting:+developments+and+applications+in+the+analytical+chemistry+field.">Molecular imprinting: developments and applications in the analytical chemistry field.</a> Journal of chromatography. B, Biomedical sciences and applications. 745 (1), 3-13 (2000).</li><li>Li, X., Husson, S. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Two-dimensional+molecular+imprinting+approach+to+produce+optical+biosensor+recognition+elements.">Two-dimensional molecular imprinting approach to produce optical biosensor recognition elements.</a> Langmuir: the ACS Journal of Surfaces and Colloids. 22 (23), 9658-9663 (2006).</li><li>Alexander, C., Davidson, L., Hayes, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Imprinted+polymers:+artificial+molecular+recognition+materials+with+applications+in+synthesis+and+catalysis.">Imprinted polymers: artificial molecular recognition materials with applications in synthesis and catalysis.</a> Tetrahedron. 59 (12), 2025-2057 (2003).</li><li>Kryscio, D. R., Peppas, N. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Surface+imprinted+thin+polymer+film+systems+with+selective+recognition+for+bovine+serum+albumin.">Surface imprinted thin polymer film systems with selective recognition for bovine serum albumin.</a> Analytica Chimica Acta. 718, 109-115 (2012).</li><li>Inerowicz, H. D., Howell, S., Regnier, F. E., Reifenberger, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Multiprotein+immunoassay+arrays+fabricated+by+microcontact+printing.">Multiprotein immunoassay arrays fabricated by microcontact printing.</a> Langmuir. 18 (13), 5263-5268 (2002).</li><li>Lin, H. Y., Hsu, C. Y., Thomas, J. L., Wang, S. E., Chen, H. C., Chou, T. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+microcontact+imprinting+of+proteins:+The+effect+of+cross-linking+monomers+for+lysozyme,+ribonuclease+A+and+myoglobin.">The microcontact imprinting of proteins: The effect of cross-linking monomers for lysozyme, ribonuclease A and myoglobin.</a> Biosensors and Bioelectronics. 22 (4), 534-543 (2006).</li><li>Liao, P. C., Tyan, Y. C., Wang, C. Y., Hsu, J. F., Chou, T. C., Lin, H. Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Assessing+the+binding+selectivity+of+molecularly+imprinted+polymer+artificial+antibodies+by+mass+spectrometry-based+profiling+system.">Assessing the binding selectivity of molecularly imprinted polymer artificial antibodies by mass spectrometry-based profiling system.</a> Journal of Biomedical Materials Research Part A. 91 (2), 597-604 (2009).</li><li>Ert&#252;rk, G., Hedstr&#246;m, M., T&#252;mer, M. A., Denizli, A., Mattiasson, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Real-time+prostate-specific+antigen+detection+with+prostate-specific+antigen+imprinted+capacitive+biosensors.">Real-time prostate-specific antigen detection with prostate-specific antigen imprinted capacitive biosensors.</a> Analytica Chimica Acta. 891, 120-129 (2015).</li><li>Ert&#252;rk, G., Mattiasson, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=From+imprinting+to+microcontact+imprinting-A+new+tool+to+increase+selectivity+in+analytical+devices.">From imprinting to microcontact imprinting-A new tool to increase selectivity in analytical devices.</a> Journal of Chromatography. B, Analytical Technologies in the Biomedical and Life Sciences. 1021, 30-44 (2016).</li><li>Ert&#252;rk, G., Mattiasson, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Molecular+Imprinting:+The+Creation+of+Biorecognition+Imprints+on+Biosensor+Surfaces.">Molecular Imprinting: The Creation of Biorecognition Imprints on Biosensor Surfaces.</a> Advanced Molecularly Imprinting Materials. , 523-560 (2017).</li><li>Janczuk-Richter, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Long-period+fiber+grating+sensor+for+detection+of+viruses.">Long-period fiber grating sensor for detection of viruses.</a> Sensors and Actuators B: Chemical. 250, 32-38 (2017).</li><li>Kropinski, A. M., Mazzocco, A., Waddell, T. E., Lingohr, E., Johnson, R. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Enumeration+of+bacteriophages+by+double+agar+overlay+plaque+assay.">Enumeration of bacteriophages by double agar overlay plaque assay.</a> Methods in Molecular Biology. 501, 69-76 (2009).</li><li>Meillan, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Self-assembled+monolayer+for+AFM+measurements+of+Tobacco+Mosaic+Virus+(TMV)+at+the+atomic+level.">Self-assembled monolayer for AFM measurements of Tobacco Mosaic Virus (TMV) at the atomic level.</a> RSC Adv. 4 (23), 11927 (2014).</li><li>Ymeti, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fast,+ultrasensitive+virus+detection+using+a+Young+interferometer+sensor.">Fast, ultrasensitive virus detection using a Young interferometer sensor.</a> Nano Letters. 7 (2), 394-397 (2007).</li><li>Wei, Y., Wong, L. P., Toh, C. -. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fuel+cell+virus+sensor+using+virus+capture+within+antibody-coated+nanochannels.">Fuel cell virus sensor using virus capture within antibody-coated nanochannels.</a> Analytical Chemistry. 85 (3), 1350-1357 (2013).</li><li>Guliy, O. I., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Immunodetection+of+bacteriophages+by+a+piezoelectric+resonator+with+lateral+electric+field.">Immunodetection of bacteriophages by a piezoelectric resonator with lateral electric field.</a> Applied biochemistry and microbiology. 52 (4), 457-463 (2016).</li><li>Reta, N., Michelmore, A., Saint, C., Prieto-Sim&#243;n, B., Voelcker, N. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Porous+silicon+membrane-modified+electrodes+for+label-free+voltammetric+detection+of+MS2+bacteriophage.">Porous silicon membrane-modified electrodes for label-free voltammetric detection of MS2 bacteriophage.</a> Biosensors &amp; Bioelectronics. 80, 47-53 (2016).</li><li>Ert&#252;rk, G., &#214;zen, H., T&#252;mer, M. A., Mattiasson, B., Denizli, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Microcontact+imprinting+based+surface+plasmon+resonance+(SPR)+biosensor+for+real-time+and+ultrasensitive+detection+of+prostate+specific+antigen+(PSA)+from+clinical+samples.">Microcontact imprinting based surface plasmon resonance (SPR) biosensor for real-time and ultrasensitive detection of prostate specific antigen (PSA) from clinical samples.</a> Sensors and Actuators B: Chemical. 224, 823-832 (2016).</li><li>Lebogang, L., Mattiasson, B., Hedstr&#246;m, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Capacitive+sensing+of+microcystin+variants+of+Microcystis+aeruginosa+using+a+gold+immunoelectrode+modified+with+antibodies,+gold+nanoparticles+and+polytyramine.">Capacitive sensing of microcystin variants of Microcystis aeruginosa using a gold immunoelectrode modified with antibodies, gold nanoparticles and polytyramine.</a> Microchimica Acta. 181 (9-10), 1009-1017 (2014).</li><li>Loyprasert, S., Hedstr&#246;m, M., Thavarungkul, P., Kanatharana, P., Mattiasson, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Sub-attomolar+detection+of+cholera+toxin+using+a+label-free+capacitive+immunosensor.">Sub-attomolar detection of cholera toxin using a label-free capacitive immunosensor.</a> Biosensors &amp; Bioelectronics. 25 (8), 1977-1983 (2010).</li><li>Teeparuksapun, K., Hedstr&#246;m, M., Wong, E. Y., Tang, S., Hewlett, I. K., Mattiasson, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ultrasensitive+detection+of+HIV-1+p24+antigen+using+nanofunctionalized+surfaces+in+a+capacitive+immunosensor.">Ultrasensitive detection of HIV-1 p24 antigen using nanofunctionalized surfaces in a capacitive immunosensor.</a> Analytical Chemistry. 82 (20), 8406-8411 (2010).</li><li>Labib, M., Hedstr&#246;m, M., Amin, M., Mattiasson, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+capacitive+biosensor+for+detection+of+staphylococcal+enterotoxin+B.">A capacitive biosensor for detection of staphylococcal enterotoxin B.</a> Analytical and Bioanalytical Chemistry. 393 (5), 1539-1544 (2009).</li><li>Ert&#252;rk, G., Hedstr&#246;m, M., Mattiasson, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+sensitive+and+real-time+assay+of+trypsin+by+using+molecular+imprinting-based+capacitive+biosensor.">A sensitive and real-time assay of trypsin by using molecular imprinting-based capacitive biosensor.</a> Biosensors &amp; Bioelectronics. 86, 557-565 (2016).</li><li>Ert&#252;rk, G., Uzun, L., T&#252;mer, M. A., Say, R., Denizli, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fab+fragments+imprinted+SPR+biosensor+for+real-time+human+immunoglobulin+G+detection.">Fab fragments imprinted SPR biosensor for real-time human immunoglobulin G detection.</a> Biosensors &amp; Bioelectronics. 28 (1), 97-104 (2011).</li><li>El-Sharif, H. F., Phan, Q. T., Reddy, S. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Enhanced+selectivity+of+hydrogel-based+molecularly+imprinted+polymers+(HydroMIPs)+following+buffer+conditioning.">Enhanced selectivity of hydrogel-based molecularly imprinted polymers (HydroMIPs) following buffer conditioning.</a> Analytica Chimica Acta. 809, 155-161 (2014).</li><li>Wang, F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Detection+of+Salmonella+Typhimurium+on+Spinach+Using+Phage-Based+Magnetoelastic+Biosensors.">Detection of Salmonella Typhimurium on Spinach Using Phage-Based Magnetoelastic Biosensors.</a> Sensors (Basel, Switzerland). 17 (2), (2017).</li><li>Chin, B. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Rapid+detection+of+small+quantities+of+specific+bacteria+using+phage-based+wireless+biosensors.">Rapid detection of small quantities of specific bacteria using phage-based wireless biosensors.</a> 2016 10th International Conference on Sensing Technology (ICST). , 1-5 (2016).</li><li>Park, M. -. K., Chin, B. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Novel+Approach+of+a+Phage-Based+Magnetoelastic+Biosensor+for+the+Detection+of+Salmonella+enterica+serovar+Typhimurium+in+Soil.">Novel Approach of a Phage-Based Magnetoelastic Biosensor for the Detection of Salmonella enterica serovar Typhimurium in Soil.</a> Journal of Microbiology and Biotechnology. 26 (12), 2051-2059 (2016).</li><li>Mack, J. D., Yehualaeshet, T., Park, M. -. K., Tameru, B., Samuel, T., Chin, B. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Phage-Based+Biosensor+and+Optimization+of+Surface+Blocking+Agents+to+Detect+Salmonella+typhimurium+on+Romaine+Lettuce.">Phage-Based Biosensor and Optimization of Surface Blocking Agents to Detect Salmonella typhimurium on Romaine Lettuce.</a> Journal of food safety. 37 (2), 12299 (2017).</li><li>Colomer-Lluch, M., Jofre, J., Muniesa, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Antibiotic+resistance+genes+in+the+bacteriophage+DNA+fraction+of+environmental+samples.">Antibiotic resistance genes in the bacteriophage DNA fraction of environmental samples.</a> Plos One. 6 (3), 17549 (2011).</li><li>Lood, R., Ert&#252;rk, G., Mattiasson, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Revisiting+antibiotic+resistance+spreading+in+wastewater+treatment+plants+-+bacteriophages+as+a+much+neglected+potential+transmission+vehicle.">Revisiting antibiotic resistance spreading in wastewater treatment plants - bacteriophages as a much neglected potential transmission vehicle.</a> Frontiers in microbiology. 8, (2017).</li></ol>

Yazarlar ifşa gerek yok.

Bu yöntemi işlenirken, protokol sonrası sırasında dikkate alınması gereken bazı önemli adımlar vardır. Bir kritik adım asidik piranha çözüm ile temizlik adımdır. Adım 2.1 daha--dan 10 min olmaması gerekir. Bu değerler daha önce optimize edilmiş bu yana adım 1.4 için şablon çözüm 0.1 mg/mL, aşmamalıdır. Çevrimsel voltametric taramaları optimum kalınlık elde etmek için 15 döngüleri aşmamalıdır. Adım 3.1.3 için 1,5 µL en iyi duruma getirilmiş bir değerdir. Bu değer elektrot belirli bu tür için daha yüksek olmalıdır. Sistem kür UV 400 W güç varsa, polimerizasyon için en fazla 10-15 dk gerçekleştirilmesi gerekir. En kısa zamanda APS (başlatıcı) TEMED sonra çözüme eklenir, hemen polimerizasyon (Adım 3.2.5) önlemek için sonraki adım çok hızlı bir şekilde gerçekleştirilmesi gerekir.
Yüzeyden gelen şablon damga kaldırıldıktan sonra UV polimerizasyon en önemli adımlardan biri. Bu adımı düzgün gerçekleştirilmez ise, elektrot yüzeyinde polimer film olabilir bir risk ile damga kaldırıldı. Bu nedenle, bu elektrot ve su bir çözümde üstte protein damga polimerizasyon sonra bırakın, daha sonra pul çok yavaş ve dikkatli bir şekilde yüzeyden (Adım 3.1.6) kaldırmak için tavsiye edilir.
Kullanılan şablonu temel alan, değişiklikler türü ve kullanılan monomer (fonksiyonel monomer ve cross-linker) oranı daha yüksek duyarlılık oluşturma açısından değerlendirildi. Bu ampirik olarak belirlenmelidir. Ayrıca, benzeşim bağlama şablon molekülünün genellikle aynı anda birkaç farklı etkileşimleri içerir. Bu nedenle, bu yeniden oluşturma adımları sırasında sorunlara neden. İlişkili şablon yüzeyinden düzgün serbest değilse, bu daha fazla çözümleme için elektrot kullanılırlığı etkileyebilir. Bu çok noktalı benzeşim da zayıf etkileşimler yoluyla bağlama neden olabilir. Tür sistemlerde, non-spesifik bağlama sistemi16selectivity olumsuz etkileyebilir yer alabilir. Bu yöntemin ortak ve genel, sınırlamalar vardır.
Bu belirli sınırlamalar dışında birçok önemli avantajlar tartışılan yöntem mevcut yöntemler vardır. RIA'ları, ELISAs ve Fluorometrik ölçümlere çok hassastır, onlar etiketli malzeme (şablon veya dedektörü), kullanım Biyoalgılayıcı tamamen ise etiket içermeyen gerektirir. Bu yöntemler aynı zamanda daha pahalı ve zaman alıcı. MIPS hızlı, paralel sentezi aynı saat16farklı kompozisyonlarda için Biyoalgılayıcı bir yaklaşım sağlar. Sadece bir kaç microliters monomer çözeltinin hazırlanması için gerekli olduğundan, pahalı ya da başka türlü sınırlı monomerleri kullanırken uygun yöntemdir. Ayrıca, tek MIP elektrotlar diğer mevcut yöntemleri30anlamlı olarak daha yüksek performans, önemli bir azalma olmadan yaklaşık 80 analizleri için kullanılabilir. Yüksek seçicilik ile algılama ve miktar pM aralığı olarak açıklanan yöntemi sağlar iken mevcut yöntemler de, değişen derecelerde düşük duyarlılık ve seçicilik, içinde acı.
Maliyet-etkililik, enstrüman ve gerçek zamanlı hassas algılama varolan yöntemlerine göre kısa sürede çalışma kolaylığı nedeniyle biyosensörler çok olan nokta, umut verici bakım tespit sistemleri alan koşullarında; örneğinhem uygulamalar gelişmekte olan ülkelerde çevre izleme için. Hastalığı tanısı içinde birçok uygulama içinde serum gibi karmaşık bir karışımı bir biyomarker gerçek zamanlı, duyarlı, seçici ve hızlı tespiti gerekli15,25' tir. Burada, biyosensörler sağlamlık ve duyarlılık nedeniyle mevcut yöntemler için özellikle, üstündür. Özellikle enfeksiyöz ajanlar tespiti için bacteriophages son zamanlarda onların ana bilgisayar bakteri özgüllük33,34,35nedeniyle biyosensörler için alternatif biorecognition öğesi olarak kabul edilmektedir. Antikorlar bacteriophages ile yerini maliyeti düşürmek ve istikrarı daha da36artırmak için çok umut verici. Böyle bir sistem de algılama ve belirli phages ortamında ve klinik örneklerinden miktar sağlayacaktır. Bacteriophages ve antibiyotik direnç genleri37,38ile bakteri transduce yeteneğini yaygınlığı nedeniyle, böyle bir yöntem dayanıklı bakteri yayılmasını okuyan değerli olabilir.

Biomolecules miktar bilim, radioimmunoassay (RIA) veya ELISA1gibi yöntemler istihdam içinde birçok farklı araştırma alanlarında kullanılır. Bu yöntemlerden bazıları bir etiketli gerektiren bir Radyoizotop veya enzim gibi reaktif etiketli antikor/antijen, emek yoğun ve karmaşık prosedürleri2zaman alıcı kılan. Ayrıca, sağlamlık, seçicilik ve duyarlılık bu yöntemlerin tüm analizler için yeterli değildir; attogram miktarları piktogram miktarları3yerine çözümlenmesi gerektiğinde özellikle onlar yeterli değildir. Bu amaçla, biyosensörler büyük ilgi4,5, özellikle artan bir sağlamlık için moleküler sürecinden ile birlikte kazandı.
Moleküler sürecinden boşluklar çevresinde mükemmel şablonu7benzer yapay tanıma site oluşturma şablonu6, fonksiyonel monomer polymerizing tarafından oluşturulması ile ilgili dayanır. Bu teknik, ilaç dağıtım sistemleri ve analitik ayırma, dahil olmak üzere çeşitli uygulamaların aynı zamanda biyosensörler8,9,10biorecognition unsurları olarak kullanılmıştır. Ancak, hala bazı sorunlar tatlı baskılı Polimerler (MIPS) protein ve hücreleri11,12gibi makromoleküllerin şablonları için tasarım vardır. Bu nedenle, pek çok araştırmacı şablon protein doğrudan bir substrat üzerine basma böylece hedef protein12tarafından tanınan bir yüzey oluşturmadan odaklanmıştır. Tanıma boşlukları büyük moleküller ve protein içeren derlemeler için istihdam için kullanılan bu yüzey kaplama teknik13,14basma microcontact denir. -Bir şablon damga ve polimer destek - bunun üzerine şablonu bir yüzey15,16adsorbe ve temas getirdim iki yüzeyler arasında polimerizasyon yöntemi genel yordamı bağlıdır monomer tedavi yüzey. Bu arada, bir ince polimer film çekmek yolu ile UV-polimerizasyon üzerinde oluşturulur. Son olarak, şablon, şablon belirli boşluklar baskılı elektrot yüzeyi geride bırakarak kaldırılır. Bu yöntem bazı avantajları baskılı molekül düşük aktivite kaybı da dahil olmak üzere,16,17sürecinden için şablon moleküllerin de gerektiren çok küçük miktarlarda işlem vardır. Böylece, bu düşük maliyetli, istikrarlı, hassas ve seçici yüzeyler herhangi bir şablon kullanıcının tercihine / hedefleme sensör yüzeylerde oluşturulabilir.
Biyoalgılayıcı tek protein ve virüsler de dahil olmak üzere çok daha büyük biomacromolecules tespiti için kullanılabilir. Belirli virüs son faiz kazanıyor bakteri bulaşan bir virüstür bakteriyofaj grubudur. Bacteriophages hızlı ve hassas tespiti önemli sırasında Biyoteknolojik ve bakteri kültürleri ile bacteriophages18adet enfeksiyondan belirlemede biyofarmasotik işlemleri. En sık kullanılan biyolojik tahlil bakteriyofaj tespiti için çift katmanlı agar yöntemi19, zahmetli ve zaman alıcı olan olduğunu. Birkaç denemeden virüs (bacteriophages dahil) için yeni tanı araçları geliştirmek için Atomik Kuvvet Mikroskobu (AFM)20, Interferometry21, elektrokimya22ve sensör sistemi23, gibi yapılmıştır 24. bir sürü iş biyosensörler kullanımı kolay, son derece hassas ve gerçek zamanlı ölçüm15,25kabil varlık olarak kendi avantajları sayesinde üzerinde duruldu. Biyoalgılayıcı belirli bir tip kapasitans değişiklikler temel alır. Bu kapasitif biyosensörler değişiklikleri ölçmek elektrokimyasal algılayıcılar sensör yüzeyinde biorecognition öğesi içeren bir analit etkileşim kurduğunda, Dielektrik özelliklerinde kapasite2,4 azalmasına neden olan . Kapasitif biyosensörler antijenleri, antikor, proteinler ve ağır metal iyonlarının6,26,27,28gibi çeşitli analitlerin tespiti için kullanılmaktadır. Bu tür biyosensörler29etiketleme olmadan doğasında hız, yüksek hassasiyet, basitlik, düşük maliyetli, kolay manipülasyon ve gerçek zamanlı ölçüm gibi pek çok avantajı var.
Burada açıklanan yöntemi algılama ve herhangi bir etiketleme kullanarak gerek kalmadan son derece karmaşık örneklerinde düşük bol biomolecules miktar etkinleştirme hedefleniyor. Özellikle, teknik nereye doğru hedef quantitate için ticari olarak mevcut diğer enstrümanlar başarısız biomolecules, sınav-picogram aralığında en yararlı olur.

<table><tbody><tr><td>Glass Cover slips</td><td>ThermoFisher</td><td>102222</td><td>protein stamp</td></tr><tr><td>HCl</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>H1758-500ML</td><td>cleaning</td></tr><tr><td>NaOH</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>72068-100ML</td><td>cleaning</td></tr><tr><td>Ultrasonic cleaner</td><td>Branson Ultrasonic</td><td>BRANSONIC M1800- E</td><td>cleaning</td></tr><tr><td>3-amino-propyl-triethoxysilane (APTES)</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>A3648-100ML</td><td>modification</td></tr><tr><td>EtOH</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>1009836010</td><td>rinsing/cleaning</td></tr><tr><td>glutaraldehyde</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>G5882-100ML</td><td>cross-linker</td></tr><tr><td>acetone</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>34850-1L-M</td><td>cleaning</td></tr><tr><td>H&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;SO&lt;sub&gt;4&lt;/sub&gt;</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>339741-100ML</td><td>piranha solution</td></tr><tr><td>H&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;O&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>H1009-500ML</td><td>piranha solution</td></tr><tr><td>tyramine</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>T90344-5G</td><td>modification</td></tr><tr><td>CompactStat</td><td>Ivium Technologies</td><td>CompactStat.h: 30mA@10V/3MHz</td><td>potentiostat</td></tr><tr><td>Platinum Counter Electrode Kit</td><td>Equilabrium</td><td>AFCTR5</td><td>potentiostat</td></tr><tr><td>Reference Electrode</td><td>Equilabrium</td><td>RREF0021</td><td>potentiostat</td></tr><tr><td>acryloyl chloride</td><td>EMD Millipore</td><td>8.00826.0100</td><td>modification</td></tr><tr><td>triethylamine</td><td>EMD Millipore</td><td>8.08352.0100</td><td>modification</td></tr><tr><td>toluene</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>244511-100ML</td><td>modification</td></tr><tr><td>N-hydroxymethyl acrylamide</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>245801-100G</td><td>functional monomer</td></tr><tr><td>poly ethylene glycol-400-dimethacrylate</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>409510-250ML</td><td>cross-linker</td></tr><tr><td>2-Hydroxy-4&amp;prime;-(2-hydroxyethoxy)-2-methylpropiophenone</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>410896-50G</td><td>functional monomer</td></tr><tr><td>UV polymerizator</td><td>Dymax</td><td>Dymax 5000ECE</td><td>UV-polymerization</td></tr><tr><td>forceps</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>Z168777-1EA</td><td>consumable</td></tr><tr><td>1-dodecanethiol</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>471364-100ML</td><td>blocking agent</td></tr><tr><td>acrylamide</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>A3553-100G</td><td>functional monomer</td></tr><tr><td>N-hydroxymethylacrylamide</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>245801-100G</td><td>functional monomer</td></tr><tr><td>N-isopropylacrylamide</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>415324-50G</td><td>functional monomer</td></tr><tr><td>methylenebisacrylamide</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>146072-500G</td><td>cross-linking monomer</td></tr><tr><td>N,N,N&#039;,N&#039;-tetrametyhlethyldiamine (TEMED)</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>T9281-25ML</td><td>catalyst</td></tr><tr><td>ammonium persulphate</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>A3678-25G</td><td>initiator</td></tr><tr><td>Capacitive biosensor</td><td>CapSenze</td><td></td><td>Equipment</td></tr><tr><td>Glycine</td><td>Merck</td><td>1042011000</td><td>regeneration buffer</td></tr><tr><td>Tween-20</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>P9416-50ML</td><td>regeneration buffer</td></tr><tr><td>Trizma base</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>93352-1KG</td><td>running buffer</td></tr><tr><td>Na2HPO4&amp;nbsp;&amp;bull; 2H2O</td><td>Calbiochem</td><td>567547-1KG</td><td>running buffer</td></tr><tr><td>NaH2PO4&amp;nbsp;&amp;bull; 2H2O</td><td>Calbiochem</td><td>567549-1KG</td><td>running buffer</td></tr><tr><td>DELPHI correlative light and electron microscope</td><td>Phenom-World</td><td></td><td>equipment</td></tr><tr><td>Capacitive gold electrodes</td><td>CapSenze Biosystems</td><td></td><td>consumables</td></tr><tr><td>2,2&#039;-azobis(2-methypropionitrile)</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>441090-25G</td><td>photo-initiator</td></tr><tr><td>CapSenze Smart Software</td><td>CapSenze Biosystems</td><td></td><td>software program</td></tr></tbody></table>

ultrasensitive detection of biomarkers by using a molecular imprinting based capacitive biosensor

Algılamak ve biomolecules karmaşık çözümleri quantitate yeteneği her zaman Doğa Bilimleri içinde çok aranan olmuştur; biyolojik, kirleticiler ve diğer moleküller ilgi tespiti için kullanılıyor. Enzim bağlı Immunosorbent Assay (burada sık sık bir antikor belirli hedef molekül doğru yönlendirilir ve ikinci bir etiketli antikor birincil antikor algılama için kullanılır, bırakmak için ELISA), bu amaç için yaygın olarak kullanılan bir teknik olduğunu Mutlak miktar altında eğitim biomolecule. Ancak, kullanım tanımayı öğeler olarak antikorların yöntemi sağlamlık sınırlar; etiketli molekülleri kullanarak ihtiyacı olduğu gibi. Bu sınırlamalarını aşmak için moleküler sürecinden, yapay tanıma site şablonu molekül için tamamlayıcı oluşturma ve antikorlar için ilk bağlama kullanma gerekliliği obsoleting uygulamaya konmuştur. Ayrıca, hatta daha yüksek hassasiyet için ikincil etiketli antikor kapasitans hedef molekül miktar için güvenerek biyosensörler tarafından değiştirilebilir. Bu protokol için hızla ve etiket içermeyen algılamak ve karmaşık örneklerinde, düşük bol biomolecules (protein ve virüsler) önemli ölçüde ELISA gibi yaygın olarak kullanılan algılama sistemleri daha iyi bir hassasiyetle quantitate için bir yöntemi açıklanmaktadır. Tüm bu kapasite Biyoalgılayıcı ile birlikte moleküler sürecinden tarafından aracılık ettiği.

Protokole göre şekil 1, şematik takip ederek çıplak altın elektrot bir biomacromolecule yapısını temsil eden bir şablon ile kaydedilecek. Bu elektrot elektrot şablonunu kararlı uygulanması ve değişiklikleri ölçümü bağlama şablonunun üzerine kapasite sağlayan bir kapasitif Biyoalgılayıcı (Resim 2), uygulanabilir.
Kapasitif Biyoalgılayıcı şematik gösterimi Şekil 2' de gösterilmiştir. Çalışan tampon (10 mM fosfat, pH 7,4) ve rejenerasyon tampon (25 mM glisin-HCl, pH 2.5) sürekli enjeksiyon akışı hücre içine yeniden oluşturma sırasında sorumludur, centris pompa şekilde açıkça görülebilir. Akış hücre çalışma, başvuru ve sayaç elektrotlar oluşur. Enjeksiyon Vana degasser ilk geçen standart protein/bakteriyofaj çözümleri, oluşur ve daha sonra sırayla enjekte içine belgili tanımlık sistem. Belgili tanımlık eriyik akış hücreye eklenen çalışma elektrot ulaşır ulaşmaz, sonuç gerçek zamanlı olarak kontrol edilmektedir. Kapasitans değerleri bilgisayar ekranındaki sensorgrams takip ederek kaydedilebilir.
Şekil 3 ve şekil 4 çıplak ve baskılı altın elektrot yüzeyi arasındaki farklar tasvir. Bu karakterizasyonu adım polimer boşluklar, elektrot yüzeyi pürüzlülük sürecinden sonra görülen sağlamak önemlidir. SEM dışında Ayrıca AFM, iletişim açı ölçüleri, dahil olmak üzere diğer karakterizasyon yöntemleri vardır ellipsometry yüzey sürecinden sonra tanımlamak için kullanılan vb. Bu arada, basma işlemi başarılı ve şablon boşluklar yüzeyde oluşan sağlanabilir. Bu boşluklar içinde şablon yüksek özgüllük ve ilgi ile bağlayabilirsiniz.
Standart çözümler kapasitif sisteme enjekte sonra son beş okuma ortalama otomatik olarak yazılım tarafından hesaplanmıştır ve Kalibrasyon grafikler vs konsantrasyonu kapasite değişikliği komplo tarafından elde edildi analit. Kayıtlı kapasitans azalma şablon bağlama üzerinden ortaya çıktı. Altın elektrot bağlamak daha fazla molekül su yüzüne, daha yüksek toplam kapasitans, azalma kapasitif ölçüm genel ilkesine göre. Şekil 5 ve şekil 6 analit konsantrasyonu artan ile ΔC beklendiği gibi artırır gösterir. Kameranın dinamik alanı (sistem belirli bir hedef tespiti için yararlı nerede konsantrasyon aralığı olduğu arasında) ve algılama (lod olarak) sınırı bu grafikleri analiz ederek değerlendirilebilir. Göre şekil 6,-ebilmek bulmak baskılı bakteriyofaj kapasitif Biyoalgılayıcı bacteriophages 10 konsantrasyon aralığı1 - 105 pfu/mL, bu çalışmada 10 pfu/mL LOD değeri olan. Şekil 5 ve şekil 6 da vurgulamak kalibrasyon eğrisi aynı aralıkta ölçüm gerekliliği şablon konsantrasyon için gerekli olması gerektiği, lineer regresyon konsantrasyonları ( üzerinde farklı olabilir beri Şekil 5), veya farklı yamaçlarında (şekil 6). Ayrıca nedeniyle düşük konsantrasyonlarda kullanılan dikkat edilmelidir, sistem dalgalanmalara (bulanıklık örnek, hava taslak, vb) oldukça hassastır ve bu nedenle, bu en azından çalıştırmak için tavsiye edilir outliers dahil olmak üzere potansiyel azaltmak için triplicates . Aynı nedenle, standart sapma şekil 6' da görüldüğü gibi yüksek oranda seyreltilmiş numune için oldukça önemli olabilir.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57208/57208fig1.jpg"> Resim 1 . Şematik gösterimi yöntemi basma microcontact. Cam kapak kâğıdını (şablon pullar),(a)hazırlık kapasitif altın elektrotlar hazırlanması (B) (C) microcontact sürecinden şablonunun UV-polimerizasyon ve (D) üzerinden altın elektrot yüzeyine elektrot yüzeyi şablondan kaldırılması (çoğaltılamaz Ertürk ve ark., biyoteknoloji raporları 2014 (3): 65-72 izni ile). <a href="//cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/57208/57208fig1large.jpg" target="_blank">Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57208/57208fig2.jpg"> Şekil 2. Şematik gösterimi kapasitif Biyoalgılayıcı. Bu çalışmada kullanılan kapasitif Biyoalgılayıcı genel düzeni (çoğaltılamaz Ertürk ve ark., biyoteknoloji raporları 2014 (3): 65-72 izni ile). <a href="//cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/57208/57208fig2large.jpg" target="_blank">Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.</a>
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57208/57208fig3.jpg"> Şekil 3. Tarama elektron mikroskobu protein baskılı elektrotlar. (A) çıplak altın elektrot SEM görüntüleri (ölçek çubuğu = 20 µm), ve (B) bir protein baskılı kapasitif altın elektrot (ölçek çubuğu 10 µm =). <a href="//cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/57208/57208fig3large.jpg" target="_blank">Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.</a>
<img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57208/57208fig4.jpg"> Şekil 4. Tarama elektron mikroskobu, bakteriyofaj baskılı elektrotlar. SEM görüntüleri çıplak altın elektrot (ölçek çubuğu 20 µm =)(a)ve farklı büyüklüklerde kapasitif altın elektrot bir bakteriyofaj baskılı (= 6600 x, ölçek çubuğu 10 µm) (B) ve 11, 500 X, ölçek çubuk = 5 mikron) (C); oklar yapıştırılan bacteriophages gösterir). <a href="//cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/57208/57208fig4large.jpg" target="_blank">Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.</a>
<img alt="Figure 5" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57208/57208fig5.jpg"> Şekil 5. Arabellek oluşturma kalibrasyon grafiklerde etkisi. Kapasitans optimum koşullarda bir protein konsantrasyonu vs içinde değişiklik gösteren kalibrasyon grafik (tampon çalıştıran: 50 mM Tris-HCl, pH 7.4; Rejenerasyon arabellek: 25 mM glisin-HCl, pH 2.5 50 mM ara-20 de dahil olmak üzere; Akış hızı: 100 µL/dak, numune hacmi: 250 µL; T: 25 ° C). <a href="//cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/57208/57208fig5large.jpg" target="_blank">Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.</a>
<img alt="Figure 6" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57208/57208fig6.jpg"> Şekil 6. Temsilcisi kalibrasyon eğrisi için büyük biomacromolecules. Kapasitans bakteriyofaj konsantrasyon optimum koşullarda vs içinde değişiklik gösteren kalibrasyon grafiği (tampon çalıştıran: 10 mM fosfat, pH 7.4; Rejenerasyon arabellek: 25 mM glisin-HCl, pH 2.5 50 mM ara-20 de dahil olmak üzere; Akış hızı: 100 µL/dak, numune hacmi: 250 µL; T: 25 ° C) <a href="//cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/57208/57208fig6large.jpg" target="_blank">Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.</a>

Watch this Scientific Journal Video about Ultrasensitive Detection of Biomarkers by Using a Molecular Imprinting Based Capacitive Biosensor at JoVE.com

Ultrasensitive Detection of Biomarkers by Using a Molecular Imprinting Based Capacitive Biosensor

Burada, algılama ve düşük bol moleküllerin miktar için bir protokol kapasitans Biyoalgılayıcı ile birlikte basma moleküler kullanarak karmaşık çözümlerinde mevcut.

Vericiyi biyolojik moleküler sürecinden kullanarak tespiti kapasitif Biyoalgılayıcı dayalı

The ability to detect and quantitate biomolecules in complex solutions has always been highly sought-after within natural science; being used for the ...

ultrasensitive-detection-biomarkers-using-molecular-imprinting-based

Research

JoVE Journal

Immunology and Infection

11.9K Görüntüleme.  Lund University. Burada, algılama ve düşük bol moleküllerin miktar için bir protokol kapasitans Biyoalgılayıcı ile birlikte basma moleküler kullanarak karmaşık çözümlerinde mevcut.

Video: Ultrasensitive Detection of Biomarkers by Using a Molecular Imprinting Based Capacitive Biosensor

Highly Sensitive and Quantitative Detection of Proteins and Their Isoforms by Capillary Isoelectric Focusing Method

Immunoblotting has become a routine technique in many laboratories for protein characterization from biological samples. The following protocol provides an alternative strategy, capillary isoelectric focusing (cIEF), with many advantages compared to conventional immunoblotting. This is an antibody-based, automated, rapid, and quantitative method in which a complete western blotting procedure takes place inside an ultrathin capillary. This technique does not require a gel to transfer to a membrane, stripping of blots, or x-ray films, which are typically required for conventional immunoblotting. Here, proteins are separated according to their charge (isoelectric point; pI), using less than a microliter (400 nL) of total protein lysate. After electrophoresis, proteins are immobilized onto the capillary walls by ultraviolet light treatment, followed by primary and secondary (horseradish peroxidase (HRP) conjugated) antibody incubation, whose binding is detected through enhanced chemiluminescence (ECL), generating a light signal that can be captured and recorded by a charge-coupled device (CCD) camera. The digital image can be analyzed and quantified (peak area) using software. This high throughput procedure can handle 96 samples at a time; is highly sensitive, with protein detection in the picogram range; and produces highly reproducible results because of automation. All of these aspects are extremely valuable when the quantity of samples (e.g., tissue samples and biopsies) is a limiting factor. The technique has wider applications as well, including screening of drugs or antibodies, biomarker discovery, and diagnostic purposes.

Capillary isoelectric focusing is an antibody-based, ultrasensitive, high throughput technique, enabling detailed characterization of proteins and their isoforms from extremely small biological samples. The following describes a protocol for detection and quantification of specific proteins and their isoforms in an automated and robotized manner.

Proteinler ve onların izoformlarının kapiller Isoelectric odaklanarak yöntemi tarafından son derece hassas ve nicel tespiti

Immunoblotting has become a routine technique in many laboratories for protein characterization from biological samples. The following protocol provides ...

Biyokimya

A Microfluidic-based Electrochemical Biochip for Label-free DNA Hybridization Analysis

Miniaturization of analytical benchtop procedures into the micro-scale provides significant advantages in regards to reaction time, cost, and integration of pre-processing steps. Utilizing these devices towards the analysis of DNA hybridization events is important because it offers a technology for real time assessment of biomarkers at the point-of-care for various diseases. However, when the device footprint decreases the dominance of various physical phenomena increases. These phenomena influence the fabrication precision and operation reliability of the device. Therefore, there is a great need to accurately fabricate and operate these devices in a reproducible manner in order to improve the overall performance. Here, we describe the protocols and the methods used for the fabrication and the operation of a microfluidic-based electrochemical biochip for accurate analysis of DNA hybridization events. The biochip is composed of two parts: a microfluidic chip with three parallel micro-channels made of polydimethylsiloxane (PDMS), and a 3 x 3 arrayed electrochemical micro-chip. The DNA hybridization events are detected using electrochemical impedance spectroscopy (EIS) analysis. The EIS analysis enables monitoring variations of the properties of the electrochemical system that are dominant at these length scales. With the ability to monitor changes of both charge transfer and diffusional resistance with the biosensor, we demonstrate the selectivity to complementary ssDNA targets, a calculated detection limit of 3.8 nM, and a 13% cross-reactivity with other non-complementary ssDNA following 20 min&#160;of incubation. This methodology can improve the performance of miniaturized devices by elucidating on the behavior of diffusion at the micro-scale regime and by enabling the study of DNA hybridization events.

We present a microfluidic-based electrochemical biochip for DNA hybridization detection. Following ssDNA probe functionalization, the specificity, sensitivity, and detection limit are studied with complementary and non-complementary ssDNA targets. Results illustrate the influence of the DNA hybridization events on the electrochemical system, with a detection limit of 3.8 nM.

Etiket-serbest DNA Hibridizasyon Analiz için mikroakışkan tabanlı Elektrokimyasal Biochip

Miniaturization of analytical benchtop procedures into the micro-scale provides significant advantages in regards to reaction time, cost, and integration ...

Biyomühendislik

Fully Automated Centrifugal Microfluidic Device for Ultrasensitive Protein Detection from Whole Blood

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.

This protocol demonstrates how to achieve femto molar detection sensitivity of proteins in 10 &#181;L 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.

Tüm Blood adlı ultrasensitive Protein Algılama için Tam Otomatik Santrifüj mikroakışkan Cihazı

Enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA) is a promising method to detect small amount of proteins in biological samples. The devices providing a platform ...

Rapid Homogeneous Detection of Biological Assays Using Magnetic Modulation Biosensing System

A magnetic modulation biosensing system (MMB) [1,2] rapidly and homogeneously detected biological targets at low concentrations without any washing or separation step. When the IL-8 target was present, a 'sandwich'-based assay attached magnetic beads with IL-8 capture antibody to streptavidin coupled fluorescent protein via the IL-8 target and a biotinylated IL-8 antibody. The magnetic beads are maneuvered into oscillatory motion by applying an alternating magnetic field gradient through two electromagnetic poles. The fluorescent proteins, which are attached to the magnetic beads are condensed into the detection area and their movement in and out of an orthogonal laser beam produces a periodic fluorescent signal that is demodulated using synchronous detection. The magnetic modulation biosensing system was previously used to detect the coding sequences of the non-structural Ibaraki virus protein 3 (NS3) complementary DNA (cDNA) [2]. The techniques that are demonstrated in this work for external manipulation and condensation of particles may be used for other applications, e.g. delivery of magnetically-coupled drugs in-vivo or enhancing the contrast for in-vivo imaging applications.

Magnetic modulation biosensing system is utilized to rapidly, sensitively and simply detect biological assays, such as DNA molecules and proteins.

Biyolojik Tahliller Manyetik Modülasyon Biyoalgılayıcı Sistemi kullanarak hızlı Homojen Algılama

A magnetic modulation biosensing system (MMB) [1,2] rapidly and homogeneously detected biological targets at low concentrations without any washing or ...

Biyoloji

Exploring Biomolecular Interaction Between the Molecular Chaperone Hsp90 and Its Client Protein Kinase Cdc37 using Field-Effect Biosensing Technology

Biomolecular interactions play versatile roles in numerous cellular processes&#160;by regulating and coordinating functionally relevant biological events. Biomolecules such as proteins, carbohydrates, vitamins, fatty acids, nucleic acids, and enzymes are fundamental building blocks of living beings; they assemble into complex networks in biosystems to synchronize a myriad of life events. Proteins typically utilize complex interactome networks to carry out their functions; hence it is mandatory to evaluate such interactions to unravel their importance in cells at both cellular and organism levels. Toward this goal, we introduce a rapidly emerging technology, field-effect biosensing (FEB), to determine specific biomolecular interactions. FEB is a benchtop, label-free, and reliable biomolecular detection technique to determine specific interactions and uses high-quality electronic-based biosensors. The FEB technology can monitor interactions in the nanomolar range due to the biocompatible nanomaterials used on its biosensor surface. As a proof of concept, the protein-protein interaction (PPI) between heat shock protein 90 (Hsp90) and cell division cycle 37 (Cdc37) was elucidated. Hsp90 is an ATP-dependent molecular chaperone that plays an essential role in the folding, stability, maturation, and quality control of many proteins, thereby regulating multiple vital cellular functions. Cdc37 is regarded as a protein kinase-specific molecular chaperone, as it specifically recognizes and recruits protein kinases to Hsp90 to regulate their downstream signal transduction pathways. As such, Cdc37 is considered a co-chaperone of Hsp90. The chaperone-kinase pathway (Hsp90/Cdc37 complex) is hyper-activated in multiple malignancies promoting cellular growth; therefore, it is a potential target for cancer therapy. The present study demonstrates the efficiency of FEB technology using the Hsp90/Cdc37 model system. FEB detected a strong PPI between the two proteins (KD values of 0.014 &#181;M, 0.053 &#181;M, and 0.072 &#181;M in three independent experiments). In summary, FEB is a label-free and cost-effective PPI detection platform, which offers fast and accurate measurements.

Field-effect biosensing (FEB) is a label-free technique for detecting biomolecular interactions. It measures the electric current through the graphene biosensor to which the binding targets are immobilized. The FEB technology was used to evaluate biomolecular interactions between Hsp90 and Cdc37 and a strong interaction between the two proteins was detected.

Moleküler Chaperone Hsp90 ve İstemci Protein Kinaz Cdc37 Arasındaki Biyomoleküler Etkileşimi Alan Etkili Biyosensing Teknolojisini Kullanarak Keşfetmek

Biomolecular interactions play versatile roles in numerous cellular processes&#160;by regulating and coordinating functionally relevant biological events. ...

The Use of a &#946;-lactamase-based Conductimetric Biosensor Assay to Detect Biomolecular Interactions

Biosensors are becoming increasingly important and implemented in various fields such as pathogen detection, molecular diagnosis, environmental monitoring, and food safety control. In this context, we used &#946;-lactamases as efficient reporter enzymes in several protein-protein interaction studies. Furthermore, their ability to accept insertions of peptides or structured proteins/domains strongly encourages the use of these enzymes to generate chimeric proteins. In a recent study, we inserted a single-domain antibody fragment into the Bacillus licheniformis BlaP &#946;-lactamase. These small domains, also called nanobodies, are defined as the antigen-binding domains of single chain antibodies from camelids. Like common double chain antibodies, they show high affinities and specificities for their targets. The resulting chimeric protein exhibited a high affinity against its target while retaining the &#946;-lactamase activity. This suggests that the nanobody and &#946;-lactamase moieties remain functional. In the present work, we report a detailed protocol that combines our hybrid &#946;-lactamase system to the biosensor technology. The specific binding of the nanobody to its target can be detected thanks to a conductimetric measurement of the protons released by the catalytic activity of the enzyme.

In this work, we report a new method to study protein-protein interactions using a conductimetric biosensor based on the hybrid &#946;-lactamase technology. This method relies on release of protons upon hydrolysis of &#946;-lactams.

Biyomoleküler etkileşimleri algılamak için bir Conductimetric Biyoalgılayıcı β-lactamase tabanlı tahlil kullanımı

Biosensors are becoming increasingly important and implemented in various fields such as pathogen detection, molecular diagnosis, environmental ...

Using Extraordinary Optical Transmission to Quantify Cardiac Biomarkers in Human Serum

For a biosensing platform to have clinical relevance in point-of-care (POC) settings, assay sensitivity, reproducibility, and ability to reliably monitor analytes against the background of human serum are crucial.
Nanoimprinting lithography (NIL) was used to fabricate, at a low cost, sensing areas as large as 1.5 mm x 1.5 mm. The sensing surface was made of high-fidelity arrays of nanoholes, each with an area of about 140 nm2. The great reproducibility of NIL made it possible to employ a one-chip, one-measurement strategy on 12 individually manufactured surfaces, with minimal chip-to-chip variation. These nanoimprinted localized surface plasmon resonance (LSPR) chips were extensively tested on their ability to reliably measure a bioanalyte at concentrations varying from 2.5 to 75 ng/mL amidst the background of a complex biofluid-in this case, human serum. The high fidelity of NIL enables the generation of large sensing areas, which in turn eliminates the need for a microscope, as this biosensor can be easily interfaced with a commonly available laboratory light source. These biosensors can detect cardiac troponin in serum with a high sensitivity, at a limit of detection (LOD) of 0.55 ng/mL, which is clinically relevant. They also show low chip-to-chip variance (due to the high quality of the fabrication process). The results are commensurable with widely used enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA)-based assays, but the technique retains the advantages of an LSPR-based sensing platform (i.e., amenability to miniaturization and multiplexing, making it more feasible for POC applications).

This work describes a nanoimprinting lithography method to fabricate high-quality sensing arrays that work on the principle of extraordinary optical transmission. The biosensor is low-cost, robust, easy to use, and can detect cardiac troponin I in serum at clinically relevant concentrations (99th percentile cutoff &#8764;10-400 pg/mL, depending on the assay).

İnsan Serumda kardiyak biyolojik ölçmek için olağanüstü optik iletim kullanma

For a biosensing platform to have clinical relevance in point-of-care (POC) settings, assay sensitivity, reproducibility, and ability to reliably monitor ...

Dry Film Photoresist-based Electrochemical Microfluidic Biosensor Platform: Device Fabrication, On-chip Assay Preparation, and System Operation

In recent years, biomarker diagnostics became an indispensable tool for the diagnosis of human disease, especially for the point-of-care diagnostics. An easy-to-use and low-cost sensor platform is highly desired to measure various types of analytes (e.g., biomarkers, hormones, and drugs) quantitatively and specifically. For this reason, dry film photoresist technology - enabling cheap, facile, and high-throughput fabrication - was used to manufacture the microfluidic biosensor presented here. Depending on the bioassay used afterwards, the versatile platform is capable of detecting various types of biomolecules. For the fabrication of the device, platinum electrodes are structured on a flexible polyimide (PI) foil in the only clean-room process step. The PI foil serves as a substrate for the electrodes, which are insulated with an epoxy-based photoresist. The microfluidic channel is subsequently generated by the development and lamination of dry film photoresist (DFR) foils onto the PI wafer. By using a hydrophobic stopping barrier in the channel, the channel is separated into two specific areas: an immobilization section for the enzyme-linked assay and an electrochemical measurement cell for the amperometric signal readout.
The on-chip bioassay immobilization is performed by the adsorption of the biomolecules to the channel surface. The glucose oxidase enzyme is used as a transducer for electrochemical signal generation. In the presence of the substrate, glucose, hydrogen peroxide is produced, which is detected at the platinum working electrode. The stop-flow technique is applied to obtain signal amplification along with rapid detection. Different biomolecules can quantitatively be measured by means of the introduced microfluidic system, giving an indication of different types of diseases, or, in regard to therapeutic drug monitoring, facilitating a personalized therapy.

A microfluidic biosensor platform was designed and fabricated using low-cost dry film photoresist technology for the rapid and sensitive quantification of various analytes. This single-use system allows for the electrochemical readout of on-chip-immobilized enzyme-linked assays by means of the stop-flow technique.

Kuru zar elektrokimyasal mikrosıvısal Biyoalgılayıcı fotorezist tabanlı Platform: Cihaz imalat, On-chip tahlil hazırlama ve sistemin çalışması

In recent years, biomarker diagnostics became an indispensable tool for the diagnosis of human disease, especially for the point-of-care diagnostics. An ...

Time-Resolved In Vivo Measurement of Neuropeptide Dynamics by Capacitive Immunoprobe in Porcine Heart

The ability to measure biomarkers in vivo relevant to the assessment of disease progression is of great interest to the scientific and medical communities. The resolution of results obtained from current methods of measuring certain biomarkers can take several days or weeks to obtain, as they can be limited in resolution both spatially and temporally (e.g., fluid compartment microdialysis of interstitial fluid analyzed by enzyme-linked immunosorbent assay [ELISA], high-performance liquid chromatography [HPLC], or mass spectrometry); thus, their guidance of timely diagnosis and treatment is disrupted. In the present study, a unique technique for detecting and measuring peptide transmitters in vivo through the use of a capacitive immunoprobe biosensor (CI probe) is reported. The fabrication protocol and in vitro characterization of these probes are described. Measurements of sympathetic stimulation-evoked neuropeptide Y (NPY) release in vivo are provided. NPY release is correlated to the sympathetic release of norepinephrine for reference. The data demonstrate an approach for the fast and localized measurement of neuropeptides in vivo. Future applications include intraoperative real-time assessment of disease progression and minimally invasive catheter-based deployment of these probes.

Time-Resolved In Vivo Measurement of Neuropeptide Dynamics by Capacitive Immunoprobe in Porcine Heart

Established immunochemical methods to measure peptide transmitters in vivo rely on microdialysis or bulk fluid draw to obtain the sample for offline analysis. However, these suffer from spatiotemporal limitations. The present protocol describes the fabrication and application of a capacitive immunoprobe biosensor that overcomes the limitations of the existing techniques.

Domuz Kalbinde Kapasitif İmmünoprob ile Nöropeptit Dinamiğinin İn Vivo Ölçümü

The ability to measure biomarkers in vivo relevant to the assessment of disease progression is of great interest to the scientific and medical ...

Dynamic Multiparameter Platelet Function Assessment Using a Capacitive Biosensor

Platelets play a fundamental role in blood clotting through a series of regulated responses, including adhesion, spreading, granular secretion, aggregation, and cytoskeletal contraction. However, current assays are limited to partial analysis of platelet function under non-physiological conditions. Thus, an improved assay that reflects the dynamic and multifaceted nature of platelet function in physiological settings is necessary. In this context, a novel approach is introduced to measure several key parameters related to platelet function in a more physiologically relevant ex vivo semi-rigid microenvironment compared to traditional assays. This method utilizes an advanced electrical biosensor, the membrane capacitance sensor (MCS), which provides unique insights into the clotting process through three distinct readouts. These readouts are highly sensitive to variations in platelet count, stimulation intensity, and specific activation pathways. As a purely electrical sensing platform, the MCS demonstrates significant potential as a diagnostic tool for detecting primary hemostatic function disorders, evaluating the efficacy of therapeutic treatments, and advancing the broader understanding of the roles of platelets in hemostasis and thrombosis.

A protocol for a novel dynamic multiparameter platelet functional assay using a capacitive biosensor is presented here. This approach, designed within a semi-rigid microenvironment to enhance physiological relevance, provides three output parameters sensitive to platelet count, stimulation strengths, and activation pathways.