ВПЛИВ ДОДАТКОВОГО БУФЕРНОГО ШАРУ НА ЧУТЛИВІСТЬ СЕНСОРА СРБ НА ОСНОВІ ІСПТ
DOI:
https://doi.org/10.31649/1997-9266-2018-140-5-98-104Ключові слова:
біосенсор, С-реактивний білок, меланін, чутливістьАнотація
Запропоновано й досліджено сенсор на основі іон-селективного польового транзистора (ІСПТ) для електронного детектування С-реактивного білка (СРБ). CРБ є маркером виявлення запальних процесів в організмі, а також дозволяє прогнозувати ймовірність виникнення серцево-судинних захворювань. Описано фізико-технологічні та топологічні особливості запропонованого сенсора на основі ІСПТ з підзатворним діелектриком СеО2. Двоокис церію є перспективним матеріалом для використання в якості підзатворного діелектрика для МДН-транзисторів і має низку переваг у порівнянні з плівками двоокису кремнію, який широко використовується для виготовлення ІСПТ. Зокрема, більшу щільність поверхневих чутливих центрів, забезпечує кращу діелектричну ізоляцію структури, менший струм втрат через діелектрик, високу термічну та хімічну стабільність, біосумісність, а також ефективну іммобілізацію біохімічних елементів із застосуванням мембран при створенні біосенсорів. Це пояснюється тим, що сталі гратки кремнію та оксиду церію близькі за значенням, що забезпечує низьку густину поверхневих станів на межі розділу діелектрик-напівпровідник. Проведено порівняльний аналіз експериментальних характеристик сенсора без та з використанням додаткового буферного шару (меланіну). Зображення обох поверхонь отримані за допомогою оптичного мікроскопа майже не відрізняються, за винятком того, що поверхня з меланіном має розвиненішу структуру. На основі цього було зроблено припущення про можливість осідання більшої кількості стрептавідину на поверхню і як результат — більшої кількості утворення пар антиген-антитіло, як однієї з основних реакцій, на яких базується робота біосенсорів. За результатами вимірювань визначено чутливість обох структур сенсорів і встановлено, що чутливість сенсора без додаткового шару становить 92 мВ/(мг/л), а з меланіном 204,4 мВ/(мг/л). Таким чином, шар меланіну підвищує чутливість сенсора більше ніж у 2 рази, а розроблений сенсор може ефективно застосовуватися для виявлення запалення в організмі людини на ранніх стадіях та аналізу ризику виникнення серцево-судинних захворювань, зменшуючи кількість смертельних випадків.
Посилання
E. Prestegаrd, “The future of point–of–care testing using C-reactive protein – ideal tool for diagnosis, prognosis and therapy management,” Businessbriefing: European endocrine review, 2006, pp. 1-4.
C. H. Selfand, and D. B. Cook, “Advances inimmunoassay technology”, vol. 7, no. 1, pp. 60-65, 1996.
J. B. Aguiara Francisco, et. al., “C-reactive protein: clinical applications and proposals for a rational use,” REV ASSOC MED BRAS. 2013; 59 (1), pp. 85-92.
C. T. Limand, and Y. Zhang, “Bead-based microfluidic immunoassays: the extgeneration,” Biosens Bioelectron, 2007, Feb 15; 22(7), pp. 1197-204.
Y. H. Matthewand, and Ho C. S. Tangaand, “One-step immunoassay of C-reactive protein using droplet microfluidics,” Lab Chip, 16, p. 4359, 2016.
K. R. Katikireddy, and F. O’Sullivan, “Immunohistochemical and immunofluorescence procedures for protein analysis,” Methods Mol Biol, 2011, pp 784:155-67.
C.-L. Lin, Y.-W. Kang, K-W. Chang, W-H. Chang, Y-L. Wangandand, G.-B. Lee., “An integrated microfluidic system using field-effect transistors for CRP detection,” in 28th IEEE International Conference on Micro Electro Mechanical Systems, 18-22 Jan, 2015.
H. C. Longuet-Higgins “On the origin of the free radical property of melanins,” Arch Biochem Biophys, Feb, 86:231-2, 1960.
W.-C. Kao, et. al., “Detection of C-reactive protein on an integrated microfluidic system by utilizing field-effect transistors and aptamers”, Biomicrofluidic, 11, 2017.
##submission.downloads##
-
PDF
Завантажень: 183
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Автори, які публікуються у цьому журналі, згодні з такими умовами:
- Автори зберігають авторське право і надають журналу право першої публікації.
- Автори можуть укладати окремі, додаткові договірні угоди з неексклюзивного поширення опублікованої журналом версії статті (наприклад, розмістити її в інститутському репозиторії або опублікувати її в книзі), з визнанням її первісної публікації в цьому журналі.
- Авторам дозволяється і рекомендується розміщувати їхню роботу в Інтернеті (наприклад, в інституційних сховищах або на їхньому сайті) до і під час процесу подачі, оскільки це сприяє продуктивним обмінам, а також швидшому і ширшому цитуванню опублікованих робіт (див. вплив відкритого доступу).
