Name: fabrication of electrochemical-dna biosensors for the reagentless detection of nucleic acids, proteins and small molecules
Uploaded: 2011-06-01T13:00:00
Duration: 13 min 15 s
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इस काम के बिल और मेलिंडा गेट्स फाउंडेशन से एक अनुदान (OPP1015402) द्वारा ग्रांड Explorations चुनौतियां पहल के माध्यम से, और GM062958-01 और 2R01EB002046 अनुदान के माध्यम से NIH द्वारा वित्त पोषित किया गया था. इस काम के हिस्से में अमेरिकी ऊर्जा विभाग के तत्वावधान में डे - AC52 - 07NA27344 अनुबंध के तहत लॉरेंस लिवरमोर राष्ट्रीय प्रयोगशाला द्वारा प्रदर्शन किया गया था.

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	<li>Xiao, Y., Lai, R. Y., Plaxco, K. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Preparation+of+electrode-immobilized,+redox-modified+oligonucleotides+for+electrochemical+DNA+and+aptamer-based+sensing.">Preparation of electrode-immobilized, redox-modified oligonucleotides for electrochemical DNA and aptamer-based sensing.</a> Nat. Protocols. 2, 2875-2880 (2007).</li><li>Ricci, F., Lai, R. Y., Heeger, A. J., Plaxco, K. W., Sumner, J. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effect+of+Molecular+Crowding+on+the+Response+of+an+Electrochemical+DNA+Sensor.">Effect of Molecular Crowding on the Response of an Electrochemical DNA Sensor.</a> Langmuir. 23, 6827-6834 (2007).</li><li>White, R. J., Phares, N., Lubin, A. A., Xiao, Y., Plaxco, K. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Optimization+of+Electrochemical+Aptamer-Based+Sensors+via+Optimization+of+Probe+Packing+Density+and+Surface+Chemistry.">Optimization of Electrochemical Aptamer-Based Sensors via Optimization of Probe Packing Density and Surface Chemistry.</a> Langmuir. 24, 10513-10518 (2008).</li><li>Lubin, A. A., Vander Stoep Hunt, B., White, R. J., Plaxco, K. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effects+of+Probe+Length,+Probe+Geometry,+and+Redox-Tag+Placement+on+the+Performance+of+the+Electrochemical+E-DNA+Sensor.">Effects of Probe Length, Probe Geometry, and Redox-Tag Placement on the Performance of the Electrochemical E-DNA Sensor.</a> Analytical Chemistry. 81, 2150-2158 (2009).</li><li>Lubin, A. A., Plaxco, K. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Folding-Based+Electrochemical+Biosensors:+The+Case+for+Responsive+Nucleic+Acid+Architectures.">Folding-Based Electrochemical Biosensors: The Case for Responsive Nucleic Acid Architectures.</a> Accounts of Chemical Research. 43, 496-505 (2010).</li><li>Lubin, A. A., Lai, R. Y., Baker, B. R., Heeger, A. J., Plaxco, K. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Sequence-Specific,+Electronic+Detection+of+Oligonucleotides+in+Blood,+Soil,+and+Foodstuffs+with+the+Reagentless,+Reusable+E-DNA+Sensor.">Sequence-Specific, Electronic Detection of Oligonucleotides in Blood, Soil, and Foodstuffs with the Reagentless, Reusable E-DNA Sensor.</a> Analytical Chemistry. 78, 5671-5677 (2006).</li><li>Cash, K. J., Ricci, F., Plaxco, K. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+Electrochemical+Sensor+for+the+Detection+of+Protein?Small+Molecule+Interactions+Directly+in+Serum+and+Other+Complex+Matrices.">An Electrochemical Sensor for the Detection of Protein?Small Molecule Interactions Directly in Serum and Other Complex Matrices.</a> Journal of the American Chemical Society. 131, 6955-6957 (2009).</li><li>Baker, B. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+Electronic,+Aptamer-Based+Small-Molecule+Sensor+for+the+Rapid,+Label-Free+Detection+of+Cocaine+in+Adulterated+Samples+and+Biological+Fluids.">An Electronic, Aptamer-Based Small-Molecule Sensor for the Rapid, Label-Free Detection of Cocaine in Adulterated Samples and Biological Fluids.</a> Journal of the American Chemical Society. 128, 3138-3139 (2006).</li><li>Ferapontova, E. E., Olsen, E. M., Gothelf, K. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+RNA+Aptamer-Based+Electrochemical+Biosensor+for+Detection+of+Theophylline+in+Serum.">An RNA Aptamer-Based Electrochemical Biosensor for Detection of Theophylline in Serum.</a> Journal of the American Chemical Society. 130, 4256-4258 (2008).</li><li>Stojanovic, M. N., Landry, D. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Aptamer-Based+Colorimetric+Probe+for+Cocaine.">Aptamer-Based Colorimetric Probe for Cocaine.</a> Journal of the American Chemical Society. 124, 9678-9679 (2002).</li><li>Stojanovic, M. N., Prada, P. d. e., Landry, D. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Aptamer-Based+Folding+Fluorescent+Sensor+for+Cocaine.">Aptamer-Based Folding Fluorescent Sensor for Cocaine.</a> Journal of the American Chemical Society. 123, 4928-4931 (2001).</li><li>Cash, K. J., Heeger, A. J., Plaxco, K. W., Xiao, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Optimization+of+a+Reusable,+DNA+Pseudoknot-Based+Electrochemical+Sensor+for+Sequence-Specific+DNA+Detection+in+Blood+Serum.">Optimization of a Reusable, DNA Pseudoknot-Based Electrochemical Sensor for Sequence-Specific DNA Detection in Blood Serum.</a> Analytical Chemistry. 81, 656-661 (2009).</li><li>Xiao, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+Electrochemical+Sensor+for+Single+Nucleotide+Polymorphism+Detection+in+Serum+Based+on+a+Triple-Stem+DNA+Probe.">An Electrochemical Sensor for Single Nucleotide Polymorphism Detection in Serum Based on a Triple-Stem DNA Probe.</a> Journal of the American Chemical Society. 131, 15311-15316 (2009).</li><li>Zuo, X., Xiao, Y., Plaxco, K. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=High+Specificity,+Electrochemical+Sandwich+Assays+Based+on+Single+Aptamer+Sequences+and+Suitable+for+the+Direct+Detection+of+Small-Molecule+Targets+in+Blood+and+Other+Complex+Matrices.">High Specificity, Electrochemical Sandwich Assays Based on Single Aptamer Sequences and Suitable for the Direct Detection of Small-Molecule Targets in Blood and Other Complex Matrices.</a> Journal of the American Chemical Society. 131, 6944-6945 (2009).</li><li>Xia, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+Electrochemical+Supersandwich+Assay+for+Sensitive+and+Selective+DNA+Detection+in+Complex+Matrices.">An Electrochemical Supersandwich Assay for Sensitive and Selective DNA Detection in Complex Matrices.</a> Journal of the American Chemical Society. 132, 14346-14348 (2010).</li><li>Patterson, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Using+Triplex-Forming+Oligonucleotide+Probes+for+the+Reagentless,+Electrochemical+Detection+of+Double-Stranded+DNA.">Using Triplex-Forming Oligonucleotide Probes for the Reagentless, Electrochemical Detection of Double-Stranded DNA.</a> Analytical Chemistry. 82, 9109-9115 (2010).</li><li>Ferguson, B. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Integrated+Microfluidic+Electrochemical+DNA+Sensor.">Integrated Microfluidic Electrochemical DNA Sensor.</a> Analytical Chemistry. 81, 6503-6508 (2009).</li><li>Swensen, J. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Continuous,+Real-Time+Monitoring+of+Cocaine+in+Undiluted+Blood+Serum+via+a+Microfluidic,+Electrochemical+Aptamer-Based+Sensor.">Continuous, Real-Time Monitoring of Cocaine in Undiluted Blood Serum via a Microfluidic, Electrochemical Aptamer-Based Sensor.</a> Journal of the American Chemical Society. 131, 4262-4266 (2009).</li></ol>

खुलासा करने के लिए कुछ भी नहीं है.

एक महत्वपूर्ण ध्यान दें कि ऊपर वर्णित प्रयोगों में से कोई भी ठीक से काम जब तक इलेक्ट्रोड ठीक से साफ कर दिया है. यहाँ हमारे विद्युत सफाई की प्रक्रिया के लिए एक गाइड है. जब दर्पण उपकरण potentiostats के साथ काम कर रहे हैं, हम इन सफाई तीन मैक्रो कार्यक्रमों का एक सेट चरणों का उपयोग कर चलाते हैं. शून्य चरण (हे ई - स्वच्छ) 2 0.5MH अतः 4 में इलेक्ट्रोड को विसर्जित और उन्हें एक potentiostat का काम कर रहे इलेक्ट्रोड से कनेक्ट . इसके अलावा देते हैं और एक संदर्भ एजी / AgCl और प्लैटिनम काउंटर इलेक्ट्रोड विसर्जित कर दिया. एक ऑक्सीकरण कदम (2 के लिए 5 वी) और फिर कमी कदम (10 एस के लिए 0.35 वी) के साथ शुरू करो. चरण एक (1 ई - स्वच्छ) 0,35 करने के लिए 1,5 वी (4 वी / s स्कैन दर पर 20 स्कैन और वी 0.01 का एक नमूना अंतराल, एक स्कैन दर पर चार स्कैन के द्वारा पीछा से ही अम्लीय शर्तों (0.5MH 2 अतः 4) के तहत ऑक्सीकरण और कमी स्कैन प्रारंभ करें 0.1 वी / s और 0.01 वी के एक नमूना अंतराल के). चरण दो (2 ई - स्वच्छ) अम्लीय शर्तों (0.01 एम KCl/0.1 2 महाराष्ट्र अतः 4) चार अलग अलग क्षमता पर्वतमाला (स्कैन दर 0.1 वी एस 1 और 0.01 वी के एक नमूना अंतराल पर सभी 10 क्षेत्रों के लिए प्रदर्शन को कवर के तहत विद्युत ऑक्सीकरण और कमी स्कैन का एक और सेट आचरण ): (i) 0.2 से 0.75 वी करने के लिए संभावित रेंज, (ii) 0.2 से 1.0 वी के लिए संभावित रेंज, (iii) 0.2 से 1.25 वी करने के लिए संभावित रेंज, (iv) 0.2 से 1.5 के लिए संभावित रेंज वी. सोने के इलेक्ट्रोड के कई प्रकार के इन प्रयोगों का संचालन करने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है. यहाँ कार्यरत उन के रूप में सोने डिस्क इलेक्ट्रोड के अलावा, हम microfabricated सोने सतहों, सोने के तार, और मुद्रित सर्किट बोर्डों पर सोने के साथ सफलता मिली है. इस पत्र में वर्णित सेंसर के साथ साथ कई अन्य विद्युत डीएनए biosensor आर्किटेक्चर की सूचना दी गई है. यह एक 12 pseudoknot के साथ सेंसर, ट्रिपल कतरा 13, 14 सैंडविच, सुपर 15 सैंडविच, या triplex 16 वास्तुकला भी शामिल है . भविष्य में, हम उम्मीद है कि इन सेंसरों देखभाल चिकित्सा निदान के बिंदु में उपयोग किया जाएगा. वे सफलतापूर्वक किया गया है कई microfluidic 17,18 उपकरणों में एकीकृत है, और ऑप्टिकल analyte का पता लगाने प्रणालियों पर कई लाभ प्रदान करते हैं. विशेष रूप से, turbid में इन सेंसरों समारोह, ऑप्टिकली घने और अत्यधिक ऑटो फ्लोरोसेंट नमूने कर सकते हैं.

<table border="1"><tbody><tr><th> अभिकर्मक के नाम </th><th> कंपनी </th><th> सूचीपत्र संख्या </th><th> टिप्पणियां (वैकल्पिक) </th></tr><tr><td> गोल्ड डिस्क इलेक्ट्रोड </td><td> दर्पण उपकरण </td><td> CHI101 </td><td> फिर से इस्तेमाल किया जा सकता है </td></tr><tr><td> सिंथेटिक जांच डीएनए </td><td> Biosearch टेक्नोलॉजीज </td><td> रिवाज </td><td></td></tr><tr><td> सिंथेटिक लक्ष्य डीएनए </td><td> सिग्मा Genosys </td><td> रिवाज </td><td></td></tr><tr><td> Mercaptohexanol </td><td> सिग्मा Aldrich </td><td> 725,226 - 1G </td><td> ठंडी अंधेरी जगह में स्टोर </td></tr><tr><td> प्लेटिनम इलेक्ट्रोड </td><td> Basi </td><td> मेगावाट 1032 </td><td> फिर से इस्तेमाल किया जा सकता है </td></tr><tr><td> एजी / AgCl संदर्भ </td><td> Basi </td><td> MF-२०५२ </td><td> फिर से इस्तेमाल किया जा सकता है </td></tr><tr><td> क्लॉथ चमकाने </td><td> Buehler </td><td> 40-7212 </td><td></td></tr><tr><td> एल्युमिना पोलिश </td><td> Buehler </td><td> 40-6325-016 </td><td></td></tr><tr><td> फास्फेट buffered खारा बफर, 7.4 पीएच </td><td> सिग्मा Aldrich </td><td> P7059-1L </td><td></td></tr><tr><td> दर्पण उपकरण 605A </td><td> दर्पण उपकरण </td><td> 605A </td><td> किसी भी potentiostat का उपयोग करें </td></tr><tr><td> नवजात बछड़ा सीरम </td><td> सिग्मा Aldrich </td><td> N4637-500ml </td><td> जमे हुए संग्रहित </td></tr><tr><td> NanoDrop </td><td> फिशर साइंटिफिक </td><td> ND-2000 </td><td> किसी भी यूवी विज़ का प्रयोग करें </td></tr><tr><td> पीसीआर मिक्स </td><td> जैव - रेड </td><td> 170-8862 </td><td> जमे हुए संग्रहित </td></tr><tr><td> कोकीन </td><td> सिग्मा Aldrich </td><td> C5776 </td><td> डीईए लाइसेंस की आवश्यकता </td></tr><tr><td> Procaine </td><td> सिग्मा Aldrich </td><td> P9879 </td><td> कोकीन के लिए स्थानापन्न </td></tr><tr><td> विरोधी फ्लैग एंटीबॉडी </td><td> सिग्मा Aldrich </td><td> F1804-1mg </td><td></td></tr></tbody></table>

fabrication of electrochemical-dna biosensors for the reagentless detection of nucleic acids, proteins and small molecules

के रूप में दवा वर्तमान में प्रचलित है, डॉक्टरों ने परीक्षण के लिए एक केंद्रीय प्रयोगशाला नमूनों भेजने के लिए और इस तरह घंटे या दिन प्रतीक्षा करने के लिए परिणाम प्राप्त करना चाहिए. कई रोगियों को बेहतर तेजी, बिस्तर परीक्षण द्वारा कार्य किया जाएगा. यह अंत करने के लिए हमारी प्रयोगशाला और दूसरों के लिए एक बहुमुखी, reagentless biosensor मंच है कि मात्रात्मक, reagentless, न्यूक्लिक एसिड (डीएनए, शाही सेना), प्रोटीन (एंटीबॉडी सहित) और unprocessed नैदानिक ​​और पर्यावरणीय नमूनों में सीधे छोटे अणुओं analytes की विद्युत का पता लगाने का समर्थन करता है विकसित किया है. इस वीडियो में, हम और इस &quot;ई - डीएनए&quot; वर्ग में कई biosensors की तैयारी का उपयोग प्रदर्शित करता है. विशेष रूप में, हम बनाना और एक पोलीमरेज़ चेन रिएक्शन मिश्रण, एक एचआईवी विशिष्ट एंटीबॉडी और दवा कोकीन में एक लक्ष्य डीएनए अनुक्रम का पता लगाने के के लिए सेंसर का प्रदर्शन. तैयार करने की प्रक्रिया में केवल तीन घंटे की आवश्यकता हाथ पर एक रात ऊष्मायन द्वारा पीछा प्रयास, और उनके उपयोग के केवल कुछ मिनट की आवश्यकता है.

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Fabrication of Electrochemical-DNA Biosensors for the Reagentless Detection of Nucleic Acids, Proteins and Small Molecules

&quot;ई - डीएनए&quot; सेंसर reagentless, विद्युत biosensors है कि अच्छी तरह से भी प्रदर्शन जब रक्त और अन्य जटिल matrices में सीधे चुनौती दी, nucleic एसिड, प्रोटीन और छोटे अणु analytes की एक विस्तृत श्रृंखला का पता लगाने के के लिए अनुकूलित किया गया है. यहाँ हम और इस तरह के सेंसर का निर्माण और उपयोग के लिए एक सामान्य प्रक्रिया मौजूद है.

विद्युत रासायनिक डीएनए Biosensors के न्यूक्लिक एसिड, प्रोटीन और छोटे अणुओं के Reagentless पता लगाने के लिए निर्माण कार्य

As medicine is currently practiced, doctors send specimens to a central laboratory for testing and thus must wait hours or days to 
receive the results. ...

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