Cảm biến miễn dịch điện hóa nhạy cảm cho phát hiện protein virus Zika không cần nhãn

Scientific Reports - Tập 8 Số 1
Ajeet Kaushik1, Adriana Yndart1, Sanjeev Kumar2, Rahul Dev Jayant1, Arti Vashist1, Ashley N. Brown3, Chen-Zhong Li4, Madhavan Nair1
1Center of Personalized Nanomedicine, Institute of NeuroImmune Pharmacology, Department of Immunology, Herbert Wertheim College of Medicine, Florida International University, Miami, Florida, 33199, USA
2Biomedical Instrumentation, CSIR-Central Scientific Instruments Organization, Sector 30-C, Chandigarh, 160030, India
3Institute for Therapeutic Innovation, Department of Medicine, College of Medicine, University of Florida, Orlando, Florida, 32827, USA
4Nanobioengineering/Bioelectronics Laboratory, Department of Biomedical Engineering, Florida International University, 10555 West Flagler Street, Miami, Florida, 33174, USA

Tóm tắt

Tóm tắtCông trình này, như một chứng minh nguyên lý, trình bày một cảm biến miễn dịch điện hóa nhạy cảm và chọn lọc cho việc phát hiện protein virus Zika (ZIKV) bằng cách sử dụng một mảng vi điện cực vàng được chức năng hóa (IDE-Au). Một chip cảm biến miễn dịch IDE-Au nhỏ gọn đã được chuẩn bị thông qua việc cố định kháng thể protein vỏ cụ thể của ZIKV (Zev-Abs) lên điện cực IDE-Au được chức năng hóa bằng dithiobis(succinimidyl propionate) (DTSP) (khoảng cách/độ rộng điện cực là 10 µm). Quang phổ điện trở điện hóa (EIS) đã được thực hiện để đo phản ứng điện của chip cảm biến phát triển dưới dạng hàm của nồng độ protein ZIKV. Kết quả của các nghiên cứu EIS xác nhận rằng chip cảm biến đã phát hiện protein ZIKV một cách chọn lọc và thể hiện một khoảng phát hiện từ 10 pM đến 1 nM với giới hạn phát hiện là 10 pM cùng với độ nhạy cao 12 kΩM−1. Chip cảm biến miễn dịch ZIKV được phát triển này có thể được tích hợp với một bộ khuếch đại điện thế miniature (MP) được kết nối với một smartphone nhằm phát hiện nhanh chóng sự nhiễm virus Zika cần thiết cho chẩn đoán sớm tại điểm chăm sóc.

Từ khóa

#Geranium #hyperaccumulator #phytomining #ecological restoration #sustainable development

Tài liệu tham khảo

Kaushik, A. et al. Electrochemical biosensors for early stage Zika diagnostics. Trends in Biotechnology 35, 308–317 (2017).

Pawitwar, S. S. et al. Overview on the Current Status of Zika Virus Pathogenesis and Animal Related Research. Journal of Neuroimmune Pharmacology, 1–18 (2017).

Kaushik, A. & Nair, M. Rapid Zika Virus Detection Using Nano-Enabled Electrochemical Sensing System, US Patent, US20180059099A1 (2018).

Meagher, R. J., Negrete, O. A. & Van Rompay, K. K. Engineering paper-based sensors for Zika virus. Trends in molecular medicine 22, 529–530 (2016).

Pardee, K. et al. Rapid, low-cost detection of Zika virus using programmable biomolecular components. Cell 165, 1255–1266 (2016).

Song, J. et al. Instrument-free point-of-care molecular detection of Zika virus. Analytical chemistry 88, 7289 (2016).

Priye, A. et al. A smartphone-based diagnostic platform for rapid detection of Zika, chikungunya, and dengue viruses. Scientific Reports 7 (2017).

Cheng, C. et al. Unamplified RNA Sensor for On‐Site Screening of Zika Virus Disease in a Limited Resource Setting. ChemElectroChem 4, 485–489 (2017).

Ahmadivand, A. et al. Rapid detection of infectious envelope proteins by magnetoplasmonic toroidal Metasensors. ACS sensors 2, 1359–1368 (2017).

Ahmadivand, A. et al. Extreme sensitive metasensor for targeted biomarkers identification using colloidal nanoparticles-integrated plasmonic unit cells. Biomed. Opt. Express 9, 373–386, https://doi.org/10.1364/BOE.9.000373 (2018).

Jiang, Q. et al. Rapid, Point‐of‐Care, Paper‐Based Plasmonic Biosensor for Zika Virus Diagnosis. Advanced Biosystems 1 (2017).

Kaushik, A. et al. Electrochemical monitoring-on-chip (E-MoC) of HIV-infection in presence of cocaine and therapeutics. Biosensors and Bioelectronics 86, 426–431 (2016).

Kaushik, A., Jayant, R. D., Tiwari, S., Vashist, A. & Nair, M. Nano-biosensors to detect beta-amyloid for Alzheimer’s disease management. Biosensors and Bioelectronics 80, 273–287 (2016).

Kaushik, A., Tiwari, S., Jayant, R. D., Marty, A. & Nair, M. Towards detection and diagnosis of Ebola virus disease at point-of-care. Biosensors and Bioelectronics 75, 254–272 (2016).

Cruz, A. F. D., Norena, N., Kaushik, A. & Bhansali, S. A low-cost miniaturized potentiostat for point-of-care diagnosis. Biosensors and Bioelectronics 62, 249–254 (2014).

Kaushik, A. et al. Electrochemical sensing method for point-of-care cortisol detection in human immunodeficiency virus-infected patients. International Journal of Nanomedicine 10, 677–685 (2015).

Afsahi, S. et al. Novel graphene-based biosensor for early detection of Zika virus infection. Biosensors and Bioelectronics 100, 85–88, https://doi.org/10.1016/j.bios.2017.08.051 (2018).

Dai, L. et al. Structures of the Zika Virus Envelope Protein and Its Complex with a Flavivirus Broadly Protective Antibody. Cell Host & Microbe 19, 696–704, https://doi.org/10.1016/j.chom.2016.04.013 (2016).

Kostyuchenko, V. A. et al. Structure of the thermally stable Zika virus. Nature 533, 425–428 (2016).

Pasha, S. K., Kaushik, A., Vasudev, A., Snipes, S. A. & Bhansali, S. Electrochemical immunosensing of saliva cortisol. Journal of The Electrochemical Society 161, B3077–B3082 (2014).

Kaushik, A. et al. A label-free electrochemical immunosensor for beta-amyloid detection. Analytical Methods 8, 6115–6120 (2016).