Биосенсор - Biosensor

Для журналов см. Биосенсоры (журнал MDPI) и Биосенсоры (журнал Elsevier).

А биосенсор представляет собой аналитическое устройство, используемое для обнаружения химического вещества, которое сочетает в себе биологический компонент с физико-химический детектор.[1][2][3] В чувствительный биологический элемент, например ткань, микроорганизмы, органеллы, клеточные рецепторы, ферменты, антитела, нуклеиновые кислоты и т. д., представляет собой биологически полученный материал или биомиметический компонент, который взаимодействует с исследуемым аналитом, связывается с ним или распознает его. Биологически чувствительные элементы также могут быть созданы биологическая инженерия. преобразователь или детекторный элемент, преобразующий один сигнал в другой, работает физико-химическим образом: оптическим, пьезоэлектрический, электрохимический,электрохемилюминесценция и т. д., возникающих в результате взаимодействия аналита с биологическим элементом, для простого измерения и количественной оценки. Считывающее устройство биосенсора подключается к соответствующей электронике или процессорам сигналов, которые в первую очередь отвечают за отображение результатов в удобном для пользователя виде.[4] Иногда это составляет самую дорогую часть сенсорного устройства, однако можно создать удобный для пользователя дисплей, включающий преобразователь и чувствительный элемент (голографический датчик ). Считыватели обычно проектируются и изготавливаются по индивидуальному заказу в соответствии с различными принципами работы биосенсоров.

Биосенсорная система

Биосенсор обычно состоит из биорецептора (фермент / антитело / клетка / нуклеиновая кислота / аптамер), компонента преобразователя (полупроводниковый материал / наноматериал) и электронная система который включает усилитель сигнала, процессор и дисплей.[5] Преобразователи и электронику можно комбинировать, например, в CMOS на базе микросенсорных систем.[6][7] Компонент распознавания, часто называемый биорецептором, использует биомолекулы организмов или рецепторы, смоделированные по биологическим системам, для взаимодействия с исследуемым аналитом. Это взаимодействие измеряется биопреобразователем, который выдает измеряемый сигнал, пропорциональный присутствию целевого аналита в образце. Общая цель конструкции биосенсора состоит в том, чтобы обеспечить быстрое и удобное тестирование в точке обращения или ухода, где был взят образец.[8][9]

Биорецепторы

Биосенсоры, используемые для скрининга комбинаторных библиотек ДНК

В биосенсоре биорецептор предназначен для взаимодействия с конкретным представляющим интерес аналитом, чтобы производить эффект, измеряемый датчиком. Высоко избирательность для анализируемого вещества среди матрицы других химических или биологических компонентов является ключевым требованием биорецептора. Хотя тип используемой биомолекулы может широко варьироваться, биосенсоры можно классифицировать в соответствии с общими типами взаимодействий биорецепторов, включая: антитело / антиген,[10] ферменты / лиганды, нуклеиновые кислоты / ДНК, клеточные структуры / клетки или биомиметические материалы.[11][12]

Взаимодействие антитело / антиген

An иммуносенсор использует очень специфическое сродство связывания антитела для конкретного соединения или антиген. Специфика взаимодействие антитело-антиген аналогично подгонке с замком и ключом в том, что антиген будет связываться с антителом только в том случае, если оно имеет правильную конформацию. События связывания приводят к физико-химическим изменениям, которые в сочетании с индикатором, например флуоресцентными молекулами, ферментами или радиоизотопами, могут генерировать сигнал. Существуют ограничения при использовании антител в сенсорах: 1. Связывающая способность антитела сильно зависит от условий анализа (например, pH и температура), и 2. Взаимодействие антитело-антиген обычно устойчиво, однако связывание может быть нарушено хаотропный реагенты, органические растворители или даже ультразвуковое излучение.[13]

Искусственные связывающие белки

Использование антител в качестве компонента биораспознавания биосенсоров имеет ряд недостатков. Они имеют высокую молекулярную массу и ограниченную стабильность, содержат существенные дисульфидные связи и дороги в производстве. В одном из подходов к преодолению этих ограничений рекомбинантные связывающие фрагменты (Fab, Fv или scFv ) или домены (VH, VHH ) антител.[14] В другом подходе были сконструированы небольшие белковые каркасы с благоприятными биофизическими свойствами для создания искусственных семейств антиген-связывающих белков (AgBP), способных специфически связываться с различными белками-мишенями, сохраняя при этом благоприятные свойства исходной молекулы. Элементы семейства, которые специфически связываются с данным антигеном-мишенью, часто выбираются in vitro с помощью методов отображения: фаговый дисплей, рибосомный дисплей, дрожжевой дисплей или отображение мРНК. Искусственные связывающие белки намного меньше антител (обычно менее 100 аминокислотных остатков), обладают высокой стабильностью, не имеют дисульфидных связей и могут выражаться с высоким выходом при восстановлении клеточной среды, такой как цитоплазма бактерий, в отличие от антител и их производных. .[15][16] Таким образом, они особенно подходят для создания биосенсоров.[17][18]

Ферментативные взаимодействия

Специфические связывающие способности и каталитическая активность ферменты сделать их популярными биорецепторами. Распознавание аналита осуществляется с помощью нескольких возможных механизмов: 1) фермент, преобразующий аналит в продукт, определяемый сенсором, 2) обнаружение ингибирования или активации фермента аналитом, или 3) мониторинг изменения свойств фермента в результате взаимодействия с аналитом .[13] Основными причинами широкого использования ферментов в биосенсорах являются: 1) способность катализировать большое количество реакций; 2) возможность обнаружения группы аналитов (субстратов, продуктов, ингибиторов и модуляторов каталитической активности); и 3) пригодность к нескольким различным методам трансдукции для обнаружения аналита. Примечательно, что поскольку ферменты не расходуются в реакциях, биосенсор можно легко использовать непрерывно. Каталитическая активность ферментов также позволяет снизить пределы обнаружения по сравнению с обычными методами связывания. Однако срок службы сенсора ограничен стабильностью фермента.

Рецепторы связывания сродства

Антитела имеют высокий константа привязки превышает 10 ^ 8 л / моль, что означает почти необратимую ассоциацию после образования пары антиген-антитело. Для определенных молекул аналита, таких как глюкоза существуют связывающие сродство белки, которые связывают свой лиганд с высоким специфичность как антитело, но с гораздо меньшей константой связывания, порядка от 10 ^ 2 до 10 ^ 4 л / моль. Тогда связь между аналитом и рецептором обратимый природа и рядом с парой между ними также их свободные молекулы встречаются в измеримой концентрации. Например, в случае глюкозы конканавалин А может функционировать как аффинный рецептор с константой связывания 4х10 ^ 2 л / моль.[19] Использование аффинно-связывающих рецепторов для целей биочувствительности было предложено Шульцем и Симсом в 1979 г. [20] и впоследствии был настроен на флуоресцентный анализ для измерения глюкозы в соответствующих физиологический диапазон от 4,4 до 6,1 ммоль / л.[21] Принцип сенсора имеет то преимущество, что он не потребляет аналит в химической реакции, как это происходит в ферментативных анализах.

Взаимодействия нуклеиновых кислот

Биосенсоры, использующие рецепторы на основе нуклеиновых кислот, могут быть основаны либо на взаимодействии комплементарных пар оснований, называемых геносенсорами, либо на имитаторах антител на основе специфических нуклеиновых кислот (аптамеры) в качестве аптасенсоров.[22] В первом случае процесс признания основан на принципе дополнительного базовая пара, аденин: тимин и цитозин: гуанин в ДНК. Если последовательность нуклеиновой кислоты-мишени известна, комплементарные последовательности можно синтезировать, пометить и затем иммобилизовать на датчике. Событие гибридизации можно обнаружить оптически и установить присутствие целевой ДНК / РНК. В последнем случае аптамеры, генерируемые против мишени, распознают ее посредством взаимодействия определенных нековалентных взаимодействий и индуцированного приспособления. Эти аптамеры могут быть легко помечены флуорофором / металлическими наночастицами для оптического обнаружения или могут использоваться для электрохимических платформ без меток или для платформ на основе кантилевера для широкого диапазона молекул-мишеней или сложных мишеней, таких как клетки и вирусы.[23][24]

Эпигенетика

Было предложено использовать правильно оптимизированные интегрированные оптические резонаторы для обнаружения эпигенетических модификаций (например, метилирования ДНК, посттрансляционных модификаций гистонов) в жидкостях организма пациентов, страдающих раком или другими заболеваниями.[25] Фотонные биосенсоры со сверхчувствительностью в настоящее время разрабатываются на исследовательском уровне, чтобы легко обнаруживать раковые клетки в моче пациента.[26] Различные исследовательские проекты направлены на разработку новых портативных устройств, в которых используются дешевые, экологически чистые одноразовые картриджи, требующие лишь простого обращения без дальнейшей обработки, промывки или манипуляций со стороны опытных технических специалистов.[27]

Органеллы

Органеллы образуют отдельные отсеки внутри клеток и обычно выполняют функции независимо. Различные виды органелл имеют разные метаболические пути и содержат ферменты для выполнения своей функции. Обычно используемые органеллы включают лизосомы, хлоропласты и митохондрии. Картина пространственно-временного распределения кальция тесно связана с повсеместным сигнальным путем. Митохондрии активно участвуют в метаболизме ионов кальция, чтобы контролировать функцию, а также модулировать сигнальные пути, связанные с кальцием. Эксперименты доказали, что митохондрии обладают способностью реагировать на высокие концентрации кальция, возникающие в их близости, открывая кальциевые каналы.[28] Таким образом, митохондрии можно использовать для определения концентрации кальция в среде, и это обнаружение очень чувствительно из-за высокого пространственного разрешения. Еще одно применение митохондрий - обнаружение загрязнения воды. Токсичность моющих соединений повреждает клеточную и субклеточную структуру, включая митохондрии. Моющие средства вызывают эффект набухания, который можно измерить по изменению абсорбции. Данные эксперимента показывают, что скорость изменения пропорциональна концентрации детергента, обеспечивая высокий стандарт точности обнаружения.[29]

Клетки

Клетки часто используются в биорецепторах, потому что они чувствительны к окружающей среде и могут реагировать на все виды стимуляторов. Клетки имеют тенденцию прикрепляться к поверхности, поэтому их можно легко иммобилизовать. По сравнению с органеллами они остаются активными в течение более длительного периода, а воспроизводимость делает их многоразовыми. Они обычно используются для определения глобальных параметров, таких как стрессовое состояние, токсичность и органические производные. Их также можно использовать для контроля лечебного эффекта лекарств. Одно из приложений - использовать клетки для определения гербицидов, которые являются основными загрязнителями воды.[30] Микроводоросли улавливаются кварцем микрофибра и флуоресценция хлорофилла, модифицированная гербицидами, собирается на конце пучка оптических волокон и передается на флуориметр. Водоросли непрерывно культивируются для получения оптимальных результатов. Результаты показывают, что предел обнаружения некоторых гербицидов может достигать уровня концентрации менее частей на миллиард. Некоторые ячейки также можно использовать для контроля микробной коррозии.[31] Pseudomonas sp. изолирован от поверхности корродированного материала и иммобилизован на ацетилцеллюлозной мембране. Дыхательная активность определяется путем измерения потребления кислорода. Существует линейная зависимость между генерируемым током и концентрацией серной кислоты. Время отклика связано с загрузкой клеток и окружающей среды и может контролироваться не более 5 минут.

Ткань

Ткани используются в качестве биосенсора для определения количества существующих ферментов. К преимуществам тканей как биосенсоров можно отнести следующее:[32]

  • легче иммобилизовать по сравнению с клетками и органеллами
  • более высокая активность и стабильность от поддержания ферментов в естественной среде
  • доступность и невысокая цена
  • избежание утомительной работы по экстракции, центрифугированию и очистке ферментов
  • необходимые кофакторы для функционирования фермента существуют
  • разнообразие, обеспечивающее широкий выбор различных задач.

Также существуют некоторые недостатки тканей, такие как отсутствие специфичности из-за вмешательства других ферментов и более длительное время ответа из-за транспортного барьера.

Поверхностное прикрепление биологических элементов

Обнаружение отрицательно заряженных экзосом, связанных с поверхностью графена

Важной частью биосенсора является прикрепление биологических элементов (небольших молекул / белков / клеток) к поверхности сенсора (будь то металл, полимер или стекло). Самый простой способ - функционализировать поверхность, чтобы покрыть ее биологическими элементами. Это можно сделать с помощью полилизина, аминосилана, эпоксисилана или нитроцеллюлозы в случае кремниевых стружек / кварцевого стекла. Впоследствии связанный биологический агент может быть, например, зафиксирован Слой за слоем нанесение альтернативно заряженных полимерных покрытий.[33]

В качестве альтернативы трехмерные решетки (гидрогель /ксерогель ) могут быть использованы для их химического или физического улавливания (где под химическим захватом подразумевается, что биологический элемент удерживается на месте прочной связью, в то время как физически они удерживаются на месте, не имея возможности пройти через поры гелевой матрицы) . Наиболее часто используемый гидрогель - это золь-гель стеклообразный диоксид кремния, образованный полимеризацией силикатных мономеров (добавленных в виде тетраалкилортосиликатов, таких как TMOS или TEOS ) в присутствии биологических элементов (наряду с другими стабилизирующими полимерами, такими как ПЭГ ) в случае физического захвата.[34]

Другой группой гидрогелей, которые схватываются в условиях, подходящих для клеток или белка, являются акрилат гидрогель, который полимеризуется на радикальное инициирование. Одним из типов радикального инициатора является перекись радикальный, обычно генерируемый путем объединения персульфат с ТЕМЕД (Полиакриламидный гель также обычно используются для электрофорез белков ),[35] в качестве альтернативы свет можно использовать в сочетании с фотоинициатором, таким как DMPA (2,2-диметокси-2-фенилацетофенон ).[36] Умные материалы, которые имитируют биологические компоненты сенсора, также могут быть классифицированы как биосенсоры, использующие только активный или каталитический сайт или аналогичные конфигурации биомолекулы.[37]

Биотрансдуктор

Основная статья: Биотрансдуктор
Классификация биосенсоров по типу биопреобразователя

Биосенсоры можно классифицировать по их биопреобразователь тип. Наиболее распространенные типы биотрансдукторов, используемых в биосенсорах:

  • электрохимические биосенсоры
  • оптические биосенсоры
  • электронные биосенсоры
  • пьезоэлектрические биосенсоры
  • гравиметрические биосенсоры
  • пироэлектрические биосенсоры
  • магнитные биосенсоры

Электрохимический

Электрохимические биосенсоры обычно основаны на ферментативном катализе реакции, которая производит или потребляет электроны (такие ферменты по праву называются окислительно-восстановительными ферментами). Подложка сенсора обычно содержит три электроды; а электрод сравнения, рабочий электрод и противоэлектрод. Целевой аналит участвует в реакции, которая происходит на активной поверхности электрода, и реакция может вызвать либо перенос электронов через двойной слой (создавая ток), либо вносить вклад в потенциал двойного слоя (создавая напряжение). Мы можем либо измерить ток (скорость потока электронов теперь пропорциональна концентрации аналита) при фиксированном потенциале, либо потенциал можно измерить при нулевом токе (это дает логарифмический отклик). Обратите внимание, что потенциал рабочего или активного электрода чувствителен к пространственному заряду, и это часто используется. Кроме того, без метки и прямое электрическое обнаружение небольших пептидов и белков возможно по их внутренним зарядам с использованием биофункциональный ионно-чувствительный полевые транзисторы.[38]

Другой пример, потенциометрический биосенсор (потенциал, создаваемый при нулевом токе) дает логарифмический отклик с высоким динамическим диапазоном. Такие биосенсоры часто изготавливают путем трафаретной печати рисунков электродов на пластиковой подложке, покрытой проводящим полимером, а затем прикрепляют некоторый белок (фермент или антитело). У них всего два электрода, они чрезвычайно чувствительны и надежны. Они позволяют обнаруживать аналиты на уровнях, ранее достижимых только с помощью ВЭЖХ и ЖХ / МС, и без тщательной подготовки проб. Все биосенсоры обычно требуют минимальной подготовки образца, так как биологический чувствительный компонент очень селективен для рассматриваемого аналита. Сигнал создается электрохимическими и физическими изменениями в слое проводящего полимера из-за изменений, происходящих на поверхности датчика. Такие изменения могут быть связаны с ионной силой, pH, гидратацией и окислительно-восстановительными реакциями, последние из-за того, что метка фермента переходит на субстрат.[39] Полевые транзисторы, в которых Ворота область, модифицированная ферментом или антителом, может также обнаруживать очень низкие концентрации различных аналитов, так как связывание аналита с областью затвора полевого транзистора вызывает изменение тока сток-исток.

Разработка биосенсоров на основе импедансной спектроскопии в настоящее время набирает обороты, и многие такие устройства / разработки используются в академических кругах и в промышленности. Было показано, что одно такое устройство, основанное на 4-электродной электрохимической ячейке с нанопористой мембраной из оксида алюминия, обнаруживает низкие концентрации альфа-тромбина человека в присутствии высокого фона сывороточного альбумина.[40] Также для импедансных биосенсоров использовались встречно-штыревые электроды.[41]

Переключатель ионного канала

ICS - канал открыт
ICS - канал закрыт

Было показано, что использование ионных каналов обеспечивает высокочувствительное обнаружение целевых биологических молекул.[42] Путем встраивания ионных каналов в поддерживаемые или привязанные двухслойные мембраны (t-BLM) прикрепляется к золотому электроду, создается электрическая цепь. Улавливающие молекулы, такие как антитела, могут быть связаны с ионным каналом, так что связывание целевой молекулы контролирует поток ионов через канал. Это приводит к измеримому изменению электропроводности, которое пропорционально концентрации мишени.

Биосенсор переключения ионных каналов (ICS) может быть создан с использованием грамицидина, димерного пептидного канала, в привязанной двухслойной мембране.[43] Один пептид грамицидина с прикрепленным антителом является подвижным, а другой - фиксированным. Разрыв димера останавливает ионный ток через мембрану. Величина изменения электрического сигнала значительно увеличивается за счет отделения мембраны от поверхности металла с помощью гидрофильной прокладки.

Количественное обнаружение обширного класса целевых видов, включая белки, бактерии, лекарства и токсины, было продемонстрировано с использованием различных конфигураций мембран и захвата.[44][45] Европейский исследовательский проект Greensense разрабатывает биосенсор для количественного скрининга злоупотребляемых наркотиков, таких как ТГК, морфин и кокаин [46] в слюне и моче.

Безреагентный флуоресцентный биосенсор

Безреагентный биосенсор может контролировать целевой аналит в сложной биологической смеси без дополнительных реагентов. Следовательно, он может функционировать непрерывно, если закреплен на твердой опоре. Флуоресцентный биосенсор реагирует на взаимодействие со своим целевым аналитом изменением своих флуоресцентных свойств. Безреагентный флуоресцентный биосенсор (RF-биосенсор) может быть получен путем интеграции биологического рецептора, который направлен против целевого аналита, и сольватохромного флуорофора, свойства излучения которого чувствительны к природе его локальной среды, в одной макромолекуле. Флуорофор преобразует событие распознавания в измеримый оптический сигнал. Использование внешних флуорофоров, чьи эмиссионные свойства сильно отличаются от свойств собственных флуорофоров белков, триптофана и тирозина, позволяет немедленно обнаруживать и количественно определять аналит в сложных биологических смесях. Интеграция флуорофора должна происходить в том месте, где он чувствителен к связыванию анализируемого вещества, не нарушая аффинности рецептора.

Антитела и искусственные семейства антиген-связывающих белков (AgBP) хорошо подходят для обеспечения модуля распознавания радиочастотных биосенсоров, поскольку они могут быть направлены против любого антигена (см. Параграф о биорецепторах). Был описан общий подход к интеграции сольватохромного флуорофора в AgBP, когда известна атомная структура комплекса с его антигеном, и, таким образом, трансформации его в RF-биосенсор.[17] Остаток AgBP идентифицируется по соседству с антигеном в их комплексе. Этот остаток превращается в цистеин посредством сайт-направленного мутагенеза. Флуорофор химически связан с мутантным цистеином. Когда конструкция успешна, связанный флуорофор не препятствует связыванию антигена, это связывание защищает флуорофор от растворителя, и его можно обнаружить по изменению флуоресценции. Эта стратегия также применима для фрагментов антител.[47][48]

Однако при отсутствии конкретных структурных данных необходимо применять другие стратегии. Антитела и искусственные семейства AgBP состоят из набора гипервариабельных (или рандомизированных) положений остатков, расположенных в уникальной подобласти белка и поддерживаемых постоянным полипептидным каркасом. Остатки, которые образуют сайт связывания для данного антигена, выбираются среди гипервариабельных остатков. Любой AgBP из этих семейств можно превратить в RF-биосенсор, специфичный для антигена-мишени, просто путем связывания сольватохромного флуорофора с одним из гипервариабельных остатков, которые имеют мало или не имеют никакого значения для взаимодействия с антигеном, после изменения этого остатка. в цистеин мутагенезом. Более конкретно, стратегия состоит в индивидуальном изменении остатков гипервариабельных положений на цистеин на генетическом уровне, в химическом связывании сольватохромного флуорофора с мутантным цистеином, а затем в сохранении полученных конъюгатов, которые имеют наивысшую чувствительность (параметр, который включает как сродство, так и вариация сигнала флуоресценции).[18] Этот подход также применим для семейств фрагментов антител.[49]

Апостериорные исследования показали, что лучшие безреагентные флуоресцентные биосенсоры получаются, когда флуорофор не осуществляет нековалентных взаимодействий с поверхностью биорецептора, что увеличивает фоновый сигнал, и когда он взаимодействует со связывающим карманом на поверхности биорецептора. целевой антиген.[50] Радиочастотные биосенсоры, полученные указанными выше методами, могут функционировать и обнаруживать целевые аналиты внутри живых клеток.[51]

Магнитные биосенсоры

Магнитные биосенсоры используют парамагнитные или надпарамагнитные частицы или кристаллы для обнаружения биологических взаимодействий. Примерами могут быть индуктивность катушки, сопротивление или другие магнитные свойства. Обычно используются магнитные нано или микрочастицы. На поверхности таких частиц находятся биорецепторы, которыми могут быть ДНК (комплементарные последовательности или аптамеры), антитела или другие. Связывание биорецептора повлияет на некоторые свойства магнитных частиц, которые можно измерить с помощью AC-сенсептометрии,[52] датчик Холла,[53] гигантское устройство магнитосопротивления,[54] или другие.

Другие

Пьезоэлектрический Датчики используют кристаллы, которые подвергаются упругой деформации при приложении к ним электрического потенциала. Переменный потенциал (A.C.) создает в кристалле стоячую волну с характерной частотой. Эта частота сильно зависит от упругих свойств кристалла, так что, если кристалл покрыт элементом биологического распознавания, связывание (большого) целевого аналита с рецептором вызовет изменение резонансной частоты, что дает связывание сигнал. В режиме, в котором используются поверхностные акустические волны (ПАВ), чувствительность значительно увеличивается. Это специализированное приложение кварцевые микровесы как биосенсор

Электрохемилюминесценция (ECL) в настоящее время является ведущим методом в биосенсорах.[55][56][57] Поскольку возбужденные частицы производятся с помощью электрохимического стимула, а не источника светового возбуждения, ECL демонстрирует улучшенное отношение сигнал / шум по сравнению с фотолюминесценцией с минимизированными эффектами из-за рассеяния света и фона люминесценции. В частности, сореактант ECL, действующий в буферном водном растворе в области положительных потенциалов (окислительно-восстановительный механизм), окончательно повысил ECL для иммуноанализа, что подтверждается многими исследовательскими приложениями и, даже более того, присутствием важных компаний, которые разработали коммерческое оборудование для высокопроизводительный иммуноанализ на рынке, ежегодно оцениваемом в миллиарды долларов.

Термометрические биосенсоры встречаются редко.

Биосенсор MOSFET (BioFET)

Основная статья: Био-FET

В МОП-транзистор (полевой транзистор металл-оксид-полупроводник, или МОП-транзистор) был изобретен Мохамед М. Аталла и Давон Канг в 1959 г. и продемонстрировали в 1960 г.[58] Два года спустя, Лиланд К. Кларк и Champ Lyons изобрели первый биосенсор в 1962 году.[59][60] МОП-транзисторы с биосенсором (BioFET) были разработаны позже, и с тех пор они широко используются для измерения физический, химический, биологический и относящийся к окружающей среде параметры.[61]

Первый BioFET был ионно-чувствительный полевой транзистор (ISFET), изобретенный Пит Бергвельд за электрохимический и биологический приложений в 1970 году.[62][63] то адсорбция FET (ADFET) был запатентованный П.Ф. Кокса в 1974 г. и водород -чувствительный MOSFET был продемонстрирован I. Lundstrom, M.S. Шивараман, С.С. Свенсон и Л. Лундквист в 1975 году.[61] ISFET - это особый тип MOSFET с затвором на определенном расстоянии,[61] и где металлические ворота заменяется ион -чувствительный мембрана, электролит решение и электрод сравнения.[64] ISFET широко используется в биомедицинский приложения, такие как обнаружение Гибридизация ДНК, биомаркер обнаружение от кровь, антитело обнаружение глюкоза измерение pH зондирование, и генетическая технология.[64]

К середине 1980-х годов были разработаны другие BioFET, включая датчик газа Полевой транзистор (GASFET), датчик давления Полевой транзистор (PRESSFET), химический полевой транзистор (ChemFET), ссылка ISFET (REFET), модифицированный ферментами FET (ENFET) и иммунологически модифицированный FET (IMFET).[61] К началу 2000-х годов BioFET, такие как Полевой транзистор ДНК (DNAFET), генно-модифицированный FET (GenFET) и клеточный потенциал Был разработан BioFET (CPFET).[64]

Размещение биосенсоров

Правильное размещение биосенсоров зависит от области их применения, которую можно условно разделить на биотехнология, сельское хозяйство, пищевые технологии и биомедицина.

В биотехнологии анализ химического состава выращивание бульон можно проводить в режиме реального времени, в режиме онлайн, в режиме реального времени и в автономном режиме. Как указано Управлением по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США (FDA ) образец не удаляется из технологического потока для встроенных датчиков, в то время как он отклоняется от производственного процесса для оперативных измерений. Для датчиков на линии проба может быть удалена и проанализирована в непосредственной близости от технологического потока.[65] Примером последнего является мониторинг лактозы на молочном заводе.[66] Автономные биосенсоры сравнивают с биоаналитические методы которые работают не в поле, а в лаборатории. Эти методы в основном используются в сельском хозяйстве, пищевой промышленности и биомедицине.

В медицинских приложениях биосенсоры обычно классифицируются как in vitro и in vivo системы. An in vitroбиосенсорное измерение происходит в пробирке, культуральной чашке, микротитровальном планшете или в другом месте за пределами живого организма. Датчик использует биорецептор и датчик, как описано выше. Пример in vitro биосенсор - это энзим-кондуктометрический биосенсор для мониторинг глюкозы в крови. Перед нами стоит задача создать биосенсор, работающий по принципу тестирование в месте оказания медицинской помощи, т.е. в том месте, где требуется проверка.[67][68] Среди таких исследований - разработка носимых биосенсоров.[69] Отказ от лабораторных испытаний может сэкономить время и деньги. Применение биосенсора POCT может быть для тестирования ВИЧ в районах, где пациентам трудно пройти тестирование. Биосенсор можно отправить прямо на место, и можно использовать быстрый и простой тест.

Имплант биосенсора для контроля уровня глюкозы в подкожной клетчатке (59x45x8 мм). Электронные компоненты герметично заключены в титановый корпус, а антенна и сенсорный зонд залиты эпоксидной головкой.[70]

An in vivo биосенсор - это имплантируемое устройство что действует внутри тела. Конечно, имплантаты биосенсоров должны соответствовать строгим нормам стерилизация во избежание первоначальной воспалительной реакции после имплантации. Вторая проблема связана с долгосрочным биосовместимость, т.е. безвредное взаимодействие с окружающей средой тела в течение предполагаемого периода использования.[71] Возникает еще одна проблема - неудачи. В случае сбоя устройство необходимо удалить и заменить, что вызовет дополнительную операцию. Примером применения биосенсора in vivo может быть мониторинг инсулина в организме, который пока недоступен.

Самые современные имплантаты биосенсоров были разработаны для непрерывного контроля уровня глюкозы.[72][73] На рисунке показано устройство, в котором корпус из титана и батарея, установленные для сердечно-сосудистых имплантатов, например кардиостимуляторы и дефибрилляторы используется.[70] Его размер определяется батареей, необходимой для срока службы в один год. Измеренные данные об уровне глюкозы будут передаваться по беспроводной сети из организма в пределах MICS Диапазон 402-405 МГц, одобренный для медицинских имплантатов.

Биосенсоры также могут быть интегрированы в системы мобильных телефонов, что делает их удобными и доступными для большого числа пользователей.[74]

Приложения

Биологическая чувствительность вируса гриппа с использованием модифицированного антителом алмаза, легированного бором

Существует множество потенциальных применений биосенсоров различных типов. Основными требованиями к биосенсорному подходу, чтобы быть ценным с точки зрения исследований и коммерческого применения, являются идентификация целевой молекулы, наличие подходящего биологического распознающего элемента и возможность того, что одноразовые портативные системы обнаружения будут предпочтительнее чувствительных лабораторных методов. в некоторых ситуациях. Некоторыми примерами являются мониторинг глюкозы у пациентов с диабетом, другие цели, связанные со здоровьем, экологические приложения, например обнаружение пестициды и загрязнители речной воды, такие как ионы тяжелых металлов,[75] дистанционное зондирование с воздуха бактерии например в борьбе с биотеррористической деятельностью, дистанционное зондирование качества воды в прибрежных водах путем описания в Интернете различных аспектов этологии моллюсков (биологические ритмы, темпы роста, нерест или данные о гибели) в группах брошенных двустворчатых моллюсков по всему миру,[76] обнаружение патогенов, определение уровня токсичных веществ до и после биоремедиация, обнаружение и определение органофосфат, рутинные аналитические измерения фолиевая кислота, биотин, витамин B12 и пантотеновая кислота как альтернатива микробиологический анализ, определение остатки лекарств в еде, например антибиотики и стимуляторы роста, в частности мясо и мед, открытие лекарств и оценка биологической активности новых соединений, белковая инженерия в биосенсорах,[77] и обнаружение токсичных метаболитов, таких как микотоксины.

Типичным примером коммерческого биосенсора является глюкоза в крови биосенсор, использующий фермент глюкозооксидаза расщепить глюкозу в крови. При этом он сначала окисляет глюкозу и использует два электрона для восстановления FAD (компонента фермента) до FADH2. Это, в свою очередь, окисляется электродом в несколько этапов. Результирующий ток является мерой концентрации глюкозы. В этом случае электрод является преобразователем, а фермент - биологически активным компонентом.

А канарейка в клетке, используемый майнерами для предупреждения о наличии газа, можно рассматривать как биосенсор. Многие из сегодняшних приложений биосенсоров похожи в том, что они используют организмы, которые реагируют на токсичный вещества в гораздо более низких концентрациях, чем может обнаружить человек, чтобы предупредить об их присутствии. Такие устройства можно использовать для мониторинга окружающей среды,[76] обнаружение следов газа и в водоочистных сооружениях.

Многие оптические биосенсоры основаны на феномене поверхностный плазмонный резонанс (SPR) техники.[78][79] При этом используются свойства и другие материалы; в частности, тонкий слой золота на поверхности стекла с высоким показателем преломления может поглощать лазерный свет, создавая электронные волны (поверхностные плазмоны) на поверхности золота. Это происходит только при определенном угле и длине волны падающего света и сильно зависит от поверхности золота, так что связывание цели аналит к рецептору на поверхности золота дает измеримый сигнал.

Датчики поверхностного плазмонного резонанса работают с использованием сенсорного чипа, состоящего из пластиковой кассеты, поддерживающей стеклянную пластину, одна сторона которой покрыта микроскопическим слоем золота. Эта сторона контактирует с оптическим детектором прибора. Противоположная сторона затем контактирует с системой микрожидкостного потока. Контакт с проточной системой создает каналы, через которые реагенты могут проходить в растворе. Эта сторона стеклянного сенсорного чипа может быть модифицирована различными способами, чтобы обеспечить легкое прикрепление интересующих молекул. Обычно он покрыт карбоксиметилом. декстран или подобное соединение.

Показатель преломления на стороне потока поверхности чипа имеет прямое влияние на поведение света, отраженного от золотой стороны. Связывание со стороной потока чипа влияет на преломляющий index, и таким образом биологические взаимодействия могут быть измерены с высокой степенью чувствительности с помощью какой-то энергии. Показатель преломления среды у поверхности изменяется, когда биомолекулы прикрепляются к поверхности, и угол SPR изменяется в зависимости от этого изменения.

Свет фиксированной длины волны отражается от золотой стороны чипа под углом полного внутреннего отражения и обнаруживается внутри прибора. Угол падающего света варьируется для согласования скорости распространения затухающей волны со скоростью распространения поверхностных плазмонных платонов.[80] Это побуждает затухающую волну проникать через стеклянную пластину на некоторое расстояние в жидкость, текущую по поверхности.

Другие оптические биосенсоры в основном основаны на изменениях оптической плотности или флуоресценции соответствующего индикаторного соединения и не нуждаются в геометрии полного внутреннего отражения. Например, изготовлен полностью рабочий прототип устройства для обнаружения казеина в молоке. Устройство основано на обнаружении изменений в поглощении золотого слоя.[81] Широко используемый исследовательский инструмент, микромассив, также можно считать биосенсором.

Биологические биосенсоры часто включают генетически модифицированную форму нативного белка или фермента. Белок сконфигурирован для обнаружения конкретного аналита, и последующий сигнал считывается прибором обнаружения, таким как флуорометр или люминометр. Примером недавно разработанного биосенсора является датчик для обнаружения цитозольный концентрация аналита цАМФ (циклический аденозинмонофосфат), второго мессенджера, участвующего в передаче сигналов в клетках, запускаемых лигандами, взаимодействующими с рецепторами на клеточной мембране.[82] Подобные системы были созданы для изучения клеточных ответов на нативные лиганды или ксенобиотики (токсины или низкомолекулярные ингибиторы). Такие «анализы» обычно используются фармацевтическими и биотехнологическими компаниями при разработке новых лекарств. Большинство используемых в настоящее время анализов цАМФ требуют лизиса клеток перед измерением цАМФ. Биосенсор живых клеток для цАМФ можно использовать в нелизированных клетках с дополнительным преимуществом множественных считываний для изучения кинетики рецепторного ответа.

В нанобиосенсорах используется иммобилизованный биорецепторный зонд, который является селективным в отношении целевых молекул аналита. Наноматериалы - чрезвычайно чувствительные химические и биологические сенсоры. Наноразмерные материалы демонстрируют уникальные свойства. Их большое отношение площади поверхности к объему позволяет достичь быстрых и недорогих реакций, используя различные конструкции.[83]

Другие биосенсоры с исчезающей волной были коммерциализированы с использованием волноводов, в которых постоянная распространения через волновод изменяется за счет поглощения молекул на поверхности волновода. Один из таких примеров, двойная поляризационная интерферометрия использует заглубленный волновод в качестве эталона, относительно которого измеряется изменение постоянной распространения. Другие конфигурации, такие как Мах – Цендер иметь эталонные плечи, литографически определенные на подложке. Более высокие уровни интеграции могут быть достигнуты при использовании геометрии резонатора, при которой резонансная частота кольцевого резонатора изменяется при поглощении молекул.[84][85]

В последнее время массивы из множества различных детекторных молекул применялись в так называемых электронный нос устройства, в которых образец отклика детекторов используется для идентификации вещества.[86] в Оса Гончая детектор запаха, механический элемент - видеокамера, а биологический элемент - пять паразитических ос, которых приучили к рою в ответ на присутствие определенного химического вещества.[87] Однако современные коммерческие электронные носы не используют биологические элементы.

Мониторинг глюкозы

Основная статья: Мониторинг уровня глюкозы в крови

Коммерчески доступные мониторы глюкозы полагаются на амперометрическое определение глюкозы посредством глюкозооксидаза, который окисляет глюкозу с образованием перекиси водорода, которую обнаруживает электрод. Чтобы преодолеть ограничения амперометрических датчиков, проводится целый ряд исследований новых методов измерения, таких как флуоресцентные биосенсоры глюкозы.[88]

Датчик интерферометрической отражательной томографии

Датчик изображения интерферометрической отражательной способности (IRIS) основан на принципах оптическая интерференция и состоит из подложки из кремния-оксида кремния, стандартной оптики и когерентных светодиодов малой мощности. Когда свет попадает через объектив с малым увеличением на слоистую подложку из кремния-оксида кремния, создается интерферометрическая сигнатура. В качестве биомассы, имеющей аналогичный показатель преломления Поскольку оксид кремния накапливается на поверхности подложки, происходит изменение интерферометрической сигнатуры, и это изменение может быть соотнесено с измеряемой массой. Daaboul et al. использовали IRIS для получения чувствительности без метки около 19 нг / мл.[89] Ahn et al. улучшена чувствительность IRIS за счет техники массового мечения.[90]

С момента первой публикации IRIS был адаптирован для выполнения различных функций. Во-первых, IRIS интегрировала возможность флуоресцентной визуализации в прибор для интерферометрической визуализации как потенциальный способ решения проблемы изменчивости флуоресцентных белковых микроматриц.[91] Вкратце, изменение флуоресцентных микрочипов в основном происходит из-за непоследовательной иммобилизации белка на поверхностях и может вызывать ошибочные диагнозы в микроматрицах аллергии.[92] Чтобы скорректировать любые вариации в иммобилизации белка, данные, полученные в режиме флуоресценции, затем нормализуются данными, полученными в режиме без метки.[92] IRIS также адаптирован для исполнения одиночных наночастица подсчет путем простого переключения объектива с низким увеличением, используемого для количественного определения биомассы без меток, на более высокое увеличение.[93][94] Этот метод позволяет различать размер сложных биологических образцов человека. Монро и др. использовали IRIS для количественного определения уровней протеина в цельной крови и сыворотке человека и определили сенсибилизацию аллергенов в охарактеризованных образцах крови человека с использованием нулевой обработки образцов.[95] Другие практические применения этого устройства включают обнаружение вирусов и патогенов.[96]

Анализ пищевых продуктов

Есть несколько применений биосенсоров в анализе пищевых продуктов. В пищевой промышленности оптика, покрытая антителами, обычно используется для обнаружения патогенов и пищевых токсинов. Обычно световая система в этих биосенсорах представляет собой флуоресценцию, поскольку этот тип оптического измерения может значительно усилить сигнал.

Ряд иммуно- и лиганд-связывающих анализов для обнаружения и измерения малых молекул, таких как водорастворимые витамины и химические загрязнители (остатки лекарств ) Такие как сульфаниламиды и Бета-агонисты были разработаны для использования на SPR на основе сенсорных систем, часто адаптированных из существующих ELISA или другой иммунологический анализ. Они широко используются в пищевой промышленности.

Биосенсоры ДНК

ДНК может быть аналитом биосенсора, обнаруживаемым с помощью определенных средств, но ее также можно использовать как часть биосенсора или, теоретически, даже как биосенсор в целом.

Существует множество методов обнаружения ДНК, которые обычно являются средством обнаружения организмов, имеющих эту конкретную ДНК. Последовательности ДНК также можно использовать, как описано выше. Но существуют более дальновидные подходы, при которых ДНК может быть синтезирована для удержания ферментов в биологическом стабильном геле.[97] Другие области применения - это создание аптамеров, последовательностей ДНК, которые имеют определенную форму для связывания желаемой молекулы. Самые инновационные процессы используют ДНК оригами для этого создание последовательностей, которые складываются в предсказуемую структуру, полезную для обнаружения.[98][99]

Микробные биосенсоры

Используя биологическую инженерию, исследователи создали множество микробных биосенсоров. Примером может служить биосенсор мышьяка. Для обнаружения мышьяка используют Арс оперон.[100] Используя бактерии, исследователи могут обнаруживать загрязнители в образцах.

Озоновые биосенсоры

Потому что озон отфильтровывает вредное ультрафиолетовое излучение, открытие дыр в озоновом слое атмосферы Земли вызвало озабоченность по поводу того, насколько сильно ультрафиолетовый свет достигает поверхности земли. Особую озабоченность вызывают вопросы, насколько глубоко проникает ультрафиолетовое излучение в морскую воду и как оно влияет на морские организмы, особенно планктон (плавающие микроорганизмы) и вирусы что атакуют планктон. Планктон составляет основу морских пищевых цепей и, как считается, влияет на температуру и погоду нашей планеты за счет поглощения CO.2 для фотосинтеза.

Денеб Каренц, научный сотрудник Лаборатории радиобиологии и гигиены окружающей среды (г.Калифорнийский университет в Сан-Франциско ) разработал простой метод измерения проникновения и интенсивности ультрафиолета. Работая в Антарктическом океане, она погружала на разную глубину тонкие полиэтиленовые пакеты, содержащие особые штаммы Кишечная палочка которые почти полностью неспособны восстанавливать повреждения своей ДНК ультрафиолетовым излучением. Уровни бактериальной смертности в этих мешках сравнивали с показателями в контрольных мешках, не подвергавшихся воздействию того же организма. Бактериальные «биосенсоры» выявляли постоянные значительные ультрафиолетовые повреждения на глубине 10 м, а часто и 20 и 30 м. Каренц планирует дополнительные исследования влияния ультрафиолета на сезонный планктон цветет (всплески роста) в океанах.[101]

Биосенсоры метастатических раковых клеток

Метастазирование - это распространение рака из одной части тела в другую через систему кровообращения или лимфатическую систему.[102] В отличие от тестов радиологической визуализации (маммограммы), которые посылают формы энергии (рентгеновские лучи, магнитные поля и т. Д.) Через тело только для получения внутренних снимков, биосенсоры могут напрямую проверить злокачественную силу опухоли. Комбинация биологического и детекторного элементов позволяет использовать небольшой образец, компактную конструкцию, быстрые сигналы, быстрое обнаружение, высокую селективность и высокую чувствительность для исследуемого аналита. По сравнению с обычными рентгенологическими методами визуализации биосенсоры имеют то преимущество, что не только определяют, насколько далеко распространился рак, и проверяют эффективность лечения, но и являются более дешевыми и эффективными (по времени, стоимости и производительности) способами оценки метастатичности на ранних стадиях. рак.

Исследователи биологической инженерии создали онкологические биосенсоры для лечения рака груди.[103] Рак груди является самым распространенным раком среди женщин во всем мире.[104] Примером могут служить микровесы трансферрин-кристалл кварца (QCM). Как биосенсор, кварцевые микровесы генерируют колебания частоты стоячей волны кристалла от переменного потенциала для обнаружения нанограммовых изменений массы. Эти биосенсоры специально разработаны для взаимодействия и обладают высокой селективностью в отношении рецепторов на клеточных (злокачественных и нормальных) поверхностях. В идеале это обеспечивает количественное обнаружение клеток с этим рецептором на площади поверхности вместо качественного определения изображения, полученного с помощью маммограммы.

Седа Атай, исследователь биотехнологии из Университета Хаджеттепе, экспериментально наблюдала эту специфичность и селективность между QCM и МДА-МБ 231 клетки груди, MCF 7 клетки и голодные клетки MDA-MB 231 in vitro.[103] Вместе с другими исследователями она разработала метод промывки этих различных метастатических выровненных клеток над сенсорами для измерения массовых сдвигов из-за различного количества рецепторов трансферрина. В частности, метастатическая способность клеток рака молочной железы может быть определена микровесами кварцевого кристалла с наночастицами и трансферрином, которые потенциально могут присоединяться к рецепторам трансферрина на поверхности раковых клеток. Селективность рецепторов трансферрина очень высока, потому что они чрезмерно экспрессируются в раковых клетках. Если клетки имеют высокую экспрессию рецепторов трансферрина, что свидетельствует об их высокой метастатической способности, они обладают более высоким сродством и больше связываются с QCM, который измеряет увеличение массы. В зависимости от величины изменения массы нанограмма может быть определена метастатическая сила.

Кроме того, в последние годы значительное внимание было уделено выявлению биомаркеров рака легких без биопсии. В этом отношении биосенсоры являются очень привлекательными и применимыми инструментами для обеспечения быстрого, чувствительного, специфического, стабильного, экономичного и неинвазивного обнаружения для ранней диагностики рака легких. Таким образом, раковые биосенсоры, состоящие из специфических молекул биопознавания, таких как антитела, комплементарные зонды нуклеиновых кислот или других иммобилизованных биомолекул на поверхности преобразователя. Молекулы биораспознавания специфически взаимодействуют с биомаркерами (мишенями), и генерируемые биологические ответы преобразовываются датчиком в измеряемый аналитический сигнал. В зависимости от типа биологической реакции при изготовлении биосенсоров рака используются различные преобразователи, такие как электрохимические, оптические и массовые преобразователи.[105]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Тернер, Энтони; Уилсон, Джордж; Каубе, Исао (1987). Биосенсоры: основы и применение. Оксфорд, Великобритания: Издательство Оксфордского университета. п. 770. ISBN  978-0198547242.
  2. ^ Бэника, Флоринель-Габриэль (2012). Химические сенсоры и биосенсоры: основы и применение. Чичестер, Великобритания: John Wiley & Sons. п. 576. ISBN  9781118354230.
  3. ^ Динсер, банка; Брух, Ричард; Коста-Рама, Эстефания; Фернандес-Абедул, Мария Тереза; Меркочи, Арбен; Манц, Андреас; Урбан, Джеральд Антон; Гюдер, Фират (15 мая 2019 г.). «Одноразовые датчики в диагностике, мониторинге пищевых продуктов и окружающей среды». Передовые материалы. 31 (30): 1806739. Дои:10.1002 / adma.201806739. HDL:10044/1/69878. ISSN  0935-9648. PMID  31094032.
  4. ^ Кавальканти А., Ширинзаде Б., Чжан М., Кретли Л.К. (2008). «Аппаратная архитектура нанороботов для медицинской защиты» (PDF). Датчики. 8 (5): 2932–2958. Дои:10,3390 / с8052932. ЧВК  3675524. PMID  27879858.
  5. ^ Каур, Харманджит; Шори, Муниш (2019). «Аптасенсоры на основе наноматериалов для клинической диагностики и диагностики окружающей среды». Наноразмерные достижения. 1 (6): 2123–2138. Bibcode:2019NanoA ... 1,2123 тыс.. Дои:10.1039 / C9NA00153K.
  6. ^ А. Хирлеманн, О. Бранд, К. Хаглайтнер, Х. Балтес, «Методы микротехнологии для химических / биосенсоров», Труды IEEE 91 (6), 2003, 839–863.
  7. ^ А. Хирлеманн, Х. Балтес, «Химические микросенсоры на основе КМОП», Аналитик 128 (1), 2003, стр. 15–28.
  8. ^ «Биосенсоры Праймер». Получено 28 января 2013.
  9. ^ Динсер, банка; Брух, Ричард; Клинг, Андре; Dittrich, Petra S .; Урбан, Джеральд А. (август 2017 г.). «Мультиплексное тестирование в местах оказания медицинской помощи - xPOCT». Тенденции в биотехнологии. 35 (8): 728–742. Дои:10.1016 / j.tibtech.2017.03.013. ЧВК  5538621. PMID  28456344.
  10. ^ Juzgado, A .; Solda, A .; Ostric, A .; Criado, A .; Валенти, G .; Рапино, С .; Conti, G .; Fracasso, G .; Паолуччи, Ф .; Прато, М. (2017). «Высокочувствительное электрохемилюминесцентное обнаружение биомаркера рака простаты». J. Mater. Chem. B. 5 (32): 6681–6687. Дои:10.1039 / c7tb01557g. PMID  32264431.
  11. ^ Во-Динь, Т .; Каллум, Б. (2000). «Биосенсоры и биочипы: достижения в биологической и медицинской диагностике». Журнал аналитической химии Фрезениуса. 366 (6–7): 540–551. Дои:10.1007 / s002160051549. PMID  11225766. S2CID  23807719.
  12. ^ Валенти, G .; Rampazzo, E .; Biavardi, E .; Виллани, E .; Fracasso, G .; Marcaccio, M .; Bertani, F .; Рамарли, Д .; Dalcanale, E .; Паолуччи, Ф .; Проди, Л. (2015). «Электрохемилюминесцентный супрамолекулярный подход к обнаружению саркозина для ранней диагностики рака простаты». Фарадей Обсудить. 185: 299–309. Bibcode:2015FaDi..185..299V. Дои:10.1039 / c5fd00096c. PMID  26394608.
  13. ^ а б Marazuela, M .; Морено-Бонди, М. (2002). «Волоконно-оптические биосенсоры - обзор». Аналитическая и биоаналитическая химия. 372 (5–6): 664–682. Дои:10.1007 / s00216-002-1235-9. PMID  11941437. S2CID  36791337.
  14. ^ Кривиану-Гайта, V; Томпсон, М. (ноябрь 2016 г.). «Аптамеры, scFv антитела и Fab'-фрагменты антител: обзор и сравнение трех наиболее универсальных биосенсорных элементов биопознавания». Биосенс ​​Биоэлектрон. 85: 32–45. Дои:10.1016 / j.bios.2016.04.091. PMID  27155114.
  15. ^ Skrlec, K; Strukelj, B; Берлек, А (июль 2015 г.). «Неиммуноглобулиновые скаффолды: фокус на их мишени». Тенденции биотехнологии. 33 (7): 408–418. Дои:10.1016 / j.tibtech.2015.03.012. PMID  25931178.
  16. ^ Jost, C; Plückthun, A (август 2014 г.). «Сконструированные белки с желаемой специфичностью: DARPins, другие альтернативные каркасы и биспецифические IgG». Curr Opin Struct Biol. 27: 102–112. Дои:10.1016 / j.sbi.2014.05.011. PMID  25033247.
  17. ^ а б Brient-Litzler, E; Plückthun, A; Bedouelle, H (апрель 2010 г.). «Основанный на знаниях дизайн безреагентных флуоресцентных биосенсоров на основе разработанного белка с анкириновыми повторами» (PDF). Белок Eng Des Sel. 23 (4): 229–241. Дои:10.1093 / белок / gzp074. PMID  19945965.
  18. ^ а б Миранда, Ф. Ф.; Brient-Litzler, E; Зидан, Н; Pecorari, F; Бедуель, Юг (июнь 2011 г.). «Безреагентные флуоресцентные биосенсоры из искусственных семейств антигенсвязывающих белков». Биосенс ​​Биоэлектрон. 26 (10): 4184–4190. Дои:10.1016 / j.bios.2011.04.030. PMID  21565483.
  19. ^ Дж. С. Шульц; С. Мансури; И. Дж. Гольдштейн (1982). «Сенсор сродства: новый метод разработки имплантируемых сенсоров для определения глюкозы и других метаболитов». Диаб. Забота. 5 (3): 245–253. Дои:10.2337 / diacare.5.3.245. PMID  6184210. S2CID  20186661.
  20. ^ Дж. С. Шульц; Г. Симс (1979). «Аффинные датчики индивидуальных метаболитов». Biotechnol. Bioeng. Symp. 9 (9): 65–71. PMID  94999.
  21. ^ Р. Баллерштадт; Дж. С. Шульц (2000). «Датчик сродства флуоресценции из полого волокна для непрерывного трансдермального мониторинга глюкозы». Анальный. Chem. 72 (17): 4185–4192. Дои:10.1021 / ac000215r. PMID  10994982.
  22. ^ Каур, Харманджит; Шори, Муниш (29 апреля 2019 г.). «Аптасенсоры на основе наноматериалов для клинической диагностики и диагностики окружающей среды». Наноразмерные достижения. 1 (6): 2123–2138. Bibcode:2019NanoA ... 1,2123 тыс.. Дои:10.1039 / C9NA00153K.
  23. ^ Сефах, Кваме (2010). «Разработка ДНК-аптамеров с использованием Cell-SELEX». Протоколы природы. 5 (6): 1169–1185. Дои:10.1038 / nprot.2010.66. PMID  20539292. S2CID  4953042.
  24. ^ «биопротокол». Дои:10.21769 / BioProtoc.3051. Цитировать журнал требует | журнал = (помощь)
  25. ^ Donzella, V; Crea, F (июнь 2011 г.). «Оптические биосенсоры для анализа новых биомаркеров в онкологии». J Биофотоника. 4 (6): 442–52. Дои:10.1002 / jbio.201000123. PMID  21567973.
  26. ^ Vollmer, F; Ян, Ланг (октябрь 2012 г.). «Детектирование без этикеток с помощью высокодобротных микрополостей: обзор биосенсорных механизмов для интегрированных устройств». Нанофотоника. 1 (3–4): 267–291. Bibcode:2012Nanop ... 1..267V. Дои:10.1515 / nanoph-2012-0021. ЧВК  4764104. PMID  26918228.
  27. ^ «На главную - GLAM Project - Стекло-лазерный мультиплексный биосенсор». GLAM Project - Стекло-лазерный мультиплексный биосенсор.
  28. ^ Риццуто, Р .; Pinton, P .; Brini, M .; Chiesa, A .; Филиппин, Л .; Поццан, Т. (1999). «Митохондрии как биосенсоры микродоменов кальция». Клеточный кальций. 26 (5): 193–199. Дои:10.1054 / ceca.1999.0076. PMID  10643557.
  29. ^ Брагадин, М .; Manente, S .; Piazza, R .; Скутари, Г. (2001). «Митохондрии как биосенсоры для мониторинга детергентных соединений в растворе». Аналитическая биохимия. 292 (2): 305–307. Дои:10.1006 / abio.2001.5097. HDL:10278/16452. PMID  11355867.
  30. ^ Védrine, C .; Leclerc, J.-C .; Durrieu, C .; Тран-Минь, К. (2003). «Оптический цельноклеточный биосенсор с использованием Chlorella vulgaris, предназначенный для мониторинга гербицидов». Биосенсоры и биоэлектроника. 18 (4): 457–63. CiteSeerX  10.1.1.1031.5904. Дои:10.1016 / s0956-5663 (02) 00157-4. PMID  12604263.
  31. ^ Dubey, R. S .; Упадхьяй, С. Н. (2001). «Мониторинг микробной коррозии с помощью амперометрического микробного биосенсора, разработанного с использованием цельной клетки Pseudomonas sp.». Биосенсоры и биоэлектроника. 16 (9–12): 995–1000. Дои:10.1016 / s0956-5663 (01) 00203-2. PMID  11679280.
  32. ^ Кампас, М .; Carpentier, R .; Руийон, Р. (2008). «Биосенсоры на основе тканей растений и фотосинтеза». Достижения биотехнологии. 26 (4): 370–378. Дои:10.1016 / j.biotechadv.2008.04.001. PMID  18495408.
  33. ^ Пикап, JC; Zhi, ZL; Хан, Ф; Saxl, T; Берч, диджей (2008). «Наномедицина и ее потенциал в исследованиях и практике диабета». Диабет Metab Res Rev. 24 (8): 604–10. Дои:10.1002 / дмрр.893. PMID  18802934. S2CID  39552342.
  34. ^ Gupta, R; Чаудхури, Северная Каролина (май 2007 г.). «Захват биомолекул в золь-гель матрице для применения в биосенсорах: проблемы и перспективы на будущее». Биосенс ​​Биоэлектрон. 22 (11): 2387–99. Дои:10.1016 / j.bios.2006.12.025. PMID  17291744.
  35. ^ Кларк, штат Джорджия; Копельман, Р; Tjalkens, R; Филберт, Массачусетс (ноябрь 1999 г.). «Оптические наносенсоры для химического анализа внутри отдельных живых клеток. 2. Датчики pH и кальция и внутриклеточное применение датчиков PEBBLE». Анальный. Chem. 71 (21): 4837–43. Дои:10.1021 / ac990630n. PMID  10565275.
  36. ^ Liao, KC; Хоген-Эш, Т; Ричмонд, Ф.Дж.; Марку, L; Клифтон, Вт; Лоеб, GE (май 2008 г.). «Чрескожный волоконно-оптический сенсор для хронического мониторинга глюкозы in vivo». Биосенс ​​Биоэлектрон. 23 (10): 1458–65. Дои:10.1016 / j.bios.2008.01.012. PMID  18304798.
  37. ^ Бурзак, Кэтрин. «Имитирующие биосенсоры тела». technologyreview.com.
  38. ^ Lud, S.Q .; Nikolaides, M.G .; Haase, I .; Фишер, М .; Бауш, А. (2006). «Полевой эффект экранированных зарядов: электрическое обнаружение пептидов и белков с помощью тонкопленочного резистора». ХимФисХим. 7 (2): 379–384. Дои:10.1002 / cphc.200500484. PMID  16404758.
  39. ^ "Multivitamine Kaufberatung: So finden Sie das beste Präparat". Архивировано из оригинал 18 декабря 2014 г.
  40. ^ Госай, Агниво; Хау Да, Брендан Шин; Нильсен-Гамильтон, Марит; Шротрия, Пранав (2019). «Обнаружение свободного тромбина в присутствии высокой концентрации альбумина с использованием функционализированной аптамером нанопористой мембраны». Биосенсоры и биоэлектроника. 126: 88–95. Дои:10.1016 / j.bios.2018.10.010. ЧВК  6383723. PMID  30396022.
  41. ^ Sanguino, P .; Монтейро, Т .; Bhattacharyya, S.R .; Dias, C.J .; Igreja, R .; Франко, Р. (2014). «Наностержни ZnO в качестве иммобилизационных слоев для встречно-штыревых емкостных иммуносенсоров». Датчики и исполнительные механизмы B-Chemical. 204: 211–217. Дои:10.1016 / j.snb.2014.06.141.
  42. ^ Vockenroth I, Atanasova P, Knoll W, Jenkins A, Köper I (2005).«Функциональные привязанные двухслойные мембраны как биосенсорная платформа». Датчики IEEE, 2005 г.. IEEE Sensors 2005 - 4-я конференция IEEE по датчикам. С. 608–610. Дои:10.1109 / icsens.2005.1597772. ISBN  978-0-7803-9056-0. S2CID  12490715.
  43. ^ Cornell BA; БраачМаксвитис РЛБ; King LG; и другие. (1997). «Биосенсор, использующий переключатели ионных каналов». Природа. 387 (6633): 580–583. Bibcode:1997 Натур.387..580C. Дои:10.1038/42432. PMID  9177344. S2CID  4348659.
  44. ^ О, S; Корнелл Б; Smith D; и другие. (2008). «Быстрое обнаружение вируса гриппа А в клинических образцах с использованием биосенсора переключения ионных каналов». Биосенсоры и биоэлектроника. 23 (7): 1161–1165. Дои:10.1016 / j.bios.2007.10.011. PMID  18054481.
  45. ^ Кришнамурти В., Монфаред С., Корнелл Б. (2010). «Биосенсоры с ионным каналом, часть I, эксплуатация конструкции и клинические исследования». IEEE Transactions по нанотехнологиям. 9 (3): 313–322. Bibcode:2010ITNan ... 9..313K. Дои:10.1109 / TNANO.2010.2041466. S2CID  4957312.
  46. ^ https://www.greensense-project.eu/
  47. ^ Ренар, М; Белкади, Л; Хьюго, N; Англия, P; Альтшух, Д; Bedouelle, H (апрель 2002 г.). «Основанный на знаниях дизайн безреагентных флуоресцентных биосенсоров на основе рекомбинантных антител». Дж Мол Биол. 318 (2): 429–442. Дои:10.1016 / S0022-2836 (02) 00023-2. PMID  12051849.
  48. ^ Ренар, М; Bedouelle, H (декабрь 2004 г.). «Повышение чувствительности и динамического диапазона безреагентных флуоресцентных иммуносенсоров с помощью дизайна, основанного на знаниях». Биохимия. 43 (49): 15453–15462. CiteSeerX  10.1.1.622.3557. Дои:10.1021 / bi048922s. PMID  15581357.
  49. ^ Ренар, М; Белкади, Л; Bedouelle, H (февраль 2003 г.). «Вывод топологических ограничений из функциональных данных для разработки безреагентных флуоресцентных иммуносенсоров». J. Mol. Биол. 326 (1): 167–175. Дои:10.1016 / S0022-2836 (02) 01334-7. PMID  12547199.
  50. ^ де Пиччиотто, S; Диксон, ПМ; Traxlmayr, MW; Marques, BS; Socher, E; Чжао, S; Cheung, S; Кифер, JD; Wand, AJ; Гриффит, LG; Imperiali, B; Виттруп, KD (июль 2016 г.). «Принципы разработки биосенсоров SuCESsFul: специфическое связывание флуорофора / аналита и минимизация взаимодействий флуорофор / скаффолд». Дж Мол Биол. 428 (20): 4228–4241. Дои:10.1016 / j.jmb.2016.07.004. ЧВК  5048519. PMID  27448945.
  51. ^ Куммер, L; Хсу, CW; Даглиян, О; МакНевин, К; Кауфхольц, М; Циммерманн, Б; Дохолян, Н.В.; Хан, км; Plückthun, A (июнь 2013 г.). «Основанный на знаниях дизайн биосенсора для количественной оценки локализованной активации ERK в живых клетках». Chem Biol. 20 (6): 847–856. Дои:10.1016 / j.chembiol.2013.04.016. ЧВК  4154710. PMID  23790495.
  52. ^ Стрёмберг, Маттиас; Зардан Гомес де ла Торре, Тереза; Нильссон, Матс; Сведлинд, Питер; Стрёмме, Мария (январь 2014 г.). «Биотест на основе магнитных наночастиц обеспечивает чувствительное обнаружение одно- и двуплексной бактериальной ДНК с помощью портативного сенсептометра переменного тока». Биотехнологический журнал. 9 (1): 137–145. Дои:10.1002 / biot.201300348. ISSN  1860-6768. ЧВК  3910167. PMID  24174315.
  53. ^ Лю, Пол; Скуча, Карл; Мегенс, Миша; Бозер, Бернхард (октябрь 2011 г.). «Датчик Холла CMOS для характеристики и обнаружения магнитных наночастиц для биомедицинских приложений». IEEE Transactions on Magnetics. 47 (10): 3449–3451. Bibcode:2011ITM .... 47.3449L. Дои:10.1109 / TMAG.2011.2158600. ISSN  0018-9464. ЧВК  4190849. PMID  25308989.
  54. ^ Хуанг, Чжи-Ченг; Чжоу, Сяхань; Холл, Дрю А. (4 апреля 2017 г.). «Гигантские магниторезистивные биосенсоры для магниторелаксометрии во временной области: теоретическое исследование и прогресс в области иммуноанализа». Научные отчеты. 7 (1): 45493. Bibcode:2017НатСР ... 745493H. Дои:10.1038 / srep45493. ISSN  2045-2322. ЧВК  5379630. PMID  28374833.
  55. ^ Занут, А .; Fiorani, A .; Canola, S .; Сайто, Т .; Ziebart, N .; Рапино, С .; Rebeccani, S .; Barbon, A .; Irie, T .; Josel, H .; Negri, F .; Marcaccio, M .; Windfuhr, M .; Имаи, К .; Валенти, G .; Паолуччи, Ф. (2020). «Понимание механизма электрохемилюминесценции сореагента, способствующего повышению биоаналитических характеристик». Nat. Сообщество. 11 (1): 2668. Bibcode:2020NatCo..11.2668Z. Дои:10.1038 / s41467-020-16476-2. ЧВК  7260178. PMID  32472057. S2CID  218977697.
  56. ^ Форстер Р.Дж., Бертончелло П., Киз Т.Е. (2009). «Электрогенерированная хемилюминесценция». Ежегодный обзор аналитической химии. 2: 359–85. Bibcode:2009ARAC .... 2..359F. Дои:10.1146 / annurev-anchem-060908-155305. PMID  20636067.
  57. ^ Валенти Дж., Фьорани А., Ли Х, Соджич Н., Паолуччи Ф (2016). «Существенная роль электродных материалов в применении электрохемилюминесценции». ХимЭлектроХим. 3 (12): 1990–1997. Дои:10.1002 / celc.201600602.
  58. ^ «1960: Показан металлооксидный полупроводниковый (МОП) транзистор». Кремниевый двигатель: хронология развития полупроводников в компьютерах. Музей истории компьютеров. Получено 31 августа 2019.
  59. ^ Парк, Иео; Нгуен, Хоанг Хип; Вубит, Абдела; Ким, Мунил (2014). "Применение полевых транзисторов (FET) - тип биосенсоров". Прикладная наука и технология конвергенции. 23 (2): 61–71. Дои:10.5757 / ASCT.2014.23.2.61. ISSN  2288-6559. S2CID  55557610.
  60. ^ Кларк, Лиланд С.; Лион, Чемпион (1962). «Электродные системы для непрерывного мониторинга в сердечно-сосудистой хирургии». Летопись Нью-Йоркской академии наук. 102 (1): 29–45. Bibcode:1962НЯСА.102 ... 29С. Дои:10.1111 / j.1749-6632.1962.tb13623.x. ISSN  1749-6632. PMID  14021529. S2CID  33342483.
  61. ^ а б c d Бергвельд, Пит (Октябрь 1985 г.). «Влияние датчиков на основе MOSFET» (PDF). Датчики и исполнительные механизмы. 8 (2): 109–127. Bibcode:1985SeAc .... 8..109B. Дои:10.1016/0250-6874(85)87009-8. ISSN  0250-6874.
  62. ^ Крис Тумазу; Пантелис Георгиу (декабрь 2011 г.). «40 лет технологии ISFET: от нейронального зондирования до секвенирования ДНК». Письма об электронике. Получено 13 мая 2016.
  63. ^ Бергвельд, П. (январь 1970 г.). «Разработка ионно-чувствительного твердотельного устройства для нейрофизиологических измерений». IEEE Transactions по биомедицинской инженерии. БМЕ-17 (1): 70–71. Дои:10.1109 / TBME.1970.4502688. PMID  5441220.
  64. ^ а б c Шёнинг, Майкл Дж .; Погосян, Аршак (10 сентября 2002 г.). «Последние достижения в области биологически чувствительных полевых транзисторов (BioFET)» (PDF). Аналитик. 127 (9): 1137–1151. Bibcode:2002Ана ... 127.1137С. Дои:10.1039 / B204444G. ISSN  1364-5528. PMID  12375833.
  65. ^ Министерство здравоохранения и социальных служб США; Управление по контролю за продуктами и лекарствами; Центр оценки лекарственных средств и исследований; Центр ветеринарной медицины; Управление по нормативным вопросам, ред. (Сентябрь 2004 г.), Руководство для промышленности: PAT - Основы инновационной фармацевтической разработки, производства и обеспечения качества (PDF)
  66. ^ Паско, Нил; Глитеро, Ник. Поточный биосенсор лактозы Первый жизнеспособный промышленный биосенсор? «Архивная копия» (PDF). Архивировано из оригинал (PDF) 8 февраля 2013 г.. Получено 9 февраля 2016.CS1 maint: заархивированная копия как заголовок (ссылка на сайт) (по состоянию на 30 января 2013 г.).
  67. ^ Клинг, Джим (2006). «Перенос диагностики со скамьи на ночлег». Nat. Биотехнология. 24 (8): 891–893. Дои:10.1038 / nbt0806-891. PMID  16900120. S2CID  32776079.
  68. ^ Кесада-Гонсалес, Даниэль; Меркочи, Арбен (2018). «Устройства на основе наноматериалов для диагностики в местах оказания медицинской помощи». Обзоры химического общества. 47 (13): 4697–4709. Дои:10.1039 / C7CS00837F. ISSN  0306-0012. PMID  29770813.
  69. ^ Виндмиллер, Джошуа Рэй; Ван, Джозеф (2013). «Носимые электрохимические датчики и биосенсоры: обзор». Электроанализ. 25: 29–46. Дои:10.1002 / elan.201200349.
  70. ^ а б Биркхольц, Марио; Глогенер, Пол; Глёш, Франциска; Басмер, Томас; Тойер, Лоренц (2016). «Постоянно работающий биосенсор и его интеграция в герметичный медицинский имплант». Микромашины. 7 (10): 183. Дои:10.3390 / mi7100183. ЧВК  6190112. PMID  30404356.
  71. ^ Котанен, Кристиан Н .; Габриэль Мусси, Фрэнсис; Каррара, Сандро; Джузеппи-Эли, Энтони (2012). «Имплантируемые ферментные амперометрические биосенсоры». Биосенсоры и биоэлектроника. 35 (1): 14–26. Дои:10.1016 / j.bios.2012.03.016. PMID  22516142.
  72. ^ Gough, David A .; Kumosa, Lucas S .; Routh, Timothy L .; Лин, Джо Т .; Лучизано, Джозеф Ю. (2010). «Функция имплантированного тканевого сенсора глюкозы у животных более 1 года». Sci. Пер. Med. 2 (42): 42ra53. Дои:10.1126 / scitranslmed.3001148. ЧВК  4528300. PMID  20668297.
  73. ^ Мортелларо, Марк; ДеХеннис, Эндрю (2014). «Характеристика характеристик системы непрерывного мониторинга глюкозы на основе абиотических и флуоресцентных средств у пациентов с диабетом 1 типа». Биосенс. Биоэлектрон. 61: 227–231. Дои:10.1016 / j.bios.2014.05.022. PMID  24906080.
  74. ^ Кесада-Гонсалес, Даниэль; Меркочи, Арбен (2016). "Биосенсинг на основе мобильного телефона: новая технология диагностики и связи". Биосенсоры и биоэлектроника. 92: 549–562. Дои:10.1016 / j.bios.2016.10.062. PMID  27836593.
  75. ^ Сахарудин Харон В архиве 5 марта 2016 г. Wayback Machine и Асим К. Рэй (2006) Оптическое биодетектирование ионов кадмия и свинца в воде. Медицинская инженерия и физика, 28 (10). С. 978–981.
  76. ^ а б "Моллюскан глаз". Моллюскан глаз. CNRS и Университет Бордо. Получено 24 июн 2015.
  77. ^ Ламбриану, Андреас; Демин, Сорен; Холл, Элизабет А. Х (2008). Белковая инженерия и электрохимические биосенсоры. Достижения в области биохимической инженерии / биотехнологии. 109. С. 65–96. Дои:10.1007/10_2007_080. ISBN  978-3-540-75200-4. PMID  17960341.
  78. ^ С.Зенг; Байарже, Доминик; Хо, Хо-Пуи; Йонг, Кен-Тай; и другие. (2014). «Наноматериалы улучшают поверхностный плазмонный резонанс для приложений биологических и химических датчиков» (PDF). Обзоры химического общества. 43 (10): 3426–3452. Дои:10.1039 / C3CS60479A. PMID  24549396. Архивировано из оригинал (PDF) 6 января 2016 г.. Получено 14 сентября 2015.
  79. ^ Крупин, О .; Wang, C .; Берини, П. (2016). «Оптический плазмонный биосенсор для обнаружения лейкозов». Отдел новостей SPIE (22 января 2016 г.). Дои:10.1117/2.1201512.006268.
  80. ^ Хомола Дж. (2003). «Настоящее и будущее биосенсоров поверхностного плазмонного резонанса». Анальный. Биоанал. Chem. 377 (3): 528–539. Дои:10.1007 / s00216-003-2101-0. PMID  12879189. S2CID  14370505.
  81. ^ Hiep, H.M .; и другие. (2007). «Иммуносенсор на основе локализованного поверхностного плазмонного резонанса для обнаружения казеина в молоке». Sci. Technol. Adv. Матер. 8 (4): 331–338. Bibcode:2007STAdM ... 8..331M. Дои:10.1016 / j.stam.2006.12.010.
  82. ^ Fan, F .; и другие. (2008). «Новые генетически закодированные биосенсоры с использованием люциферазы светлячков». ACS Chem. Биол. 3 (6): 346–51. Дои:10.1021 / cb8000414. PMID  18570354.
  83. ^ Урбан, Джеральд А (2009). «Микро- и нанобиосенсоры - современное состояние и тенденции». Измер. Sci. Technol. 20 (1): 012001. Bibcode:2009MeScT..20a2001U. Дои:10.1088/0957-0233/20/1/012001.
  84. ^ Iqbal, M .; Глисон, М. А .; Spaugh, B .; Tybor, F .; Gunn, W. G .; Hochberg, M .; Baehr-Jones, T .; Bailey, R.C .; Ганн, Л. С. (2010). «Не содержащие этикеток биосенсорные матрицы на основе кремниевых кольцевых резонаторов и высокоскоростных оптических сканирующих приборов». IEEE Journal of Selected Topics in Quantum Electronics. 16 (3): 654–661. Bibcode:2010IJSTQ..16..654I. Дои:10.1109 / jstqe.2009.2032510. S2CID  41944216.
  85. ^ J. Witzens; М. Хохберг (2011). «Оптическое обнаружение агрегации наночастиц, вызванной молекулой-мишенью, с помощью высокодобротных резонаторов». Опт. Экспресс. 19 (8): 7034–7061. Bibcode:2011OExpr..19.7034W. Дои:10.1364 / oe.19.007034. PMID  21503017.
  86. ^ «Датчик UCSB обнаруживает взрывчатку через микрофлюид, может заменить Rover в аэропорту (видео)». Микрожидкостные растворы. 8 декабря 2012. Архивировано с оригинал 4 июля 2014 г.
  87. ^ "Оса гончая". Научный центр. Архивировано из оригинал 16 июля 2011 г.. Получено 23 февраля 2011.
  88. ^ Ghoshdastider U, Wu R, Trzaskowski B, Mlynarczyk K, Miszta P, Gurusaran M, Viswanathan S, Renugopalakrishnan V, Filipek S (2015). «Наноинкапсуляция димера оксидазы глюкозы графеном». RSC Advances. 5 (18): 13570–78. Дои:10.1039 / C4RA16852F.
  89. ^ Daaboul, G.G .; и другие. (2010). «Датчик изображения интерферометрического отражения на основе светодиодов для количественного динамического мониторинга биомолекулярных взаимодействий». Биосенс. Биоэлектрон. 26 (5): 2221–2227. Дои:10.1016 / j.bios.2010.09.038. PMID  20980139.
  90. ^ Ahn, S .; Freedman, D. S .; Massari, P .; Cabodi, M .; Юнлю, М. С. (2013). «Подход масс-тегирования для повышения чувствительности обнаружения динамических цитокинов с использованием биосенсора без этикеток». Langmuir. 29 (17): 5369–5376. Дои:10.1021 / la400982h. PMID  23547938.
  91. ^ Реддингтон, А .; Trueb, J. T .; Freedman, D. S .; Туйсузоглу, А .; Daaboul, G.G .; Lopez, C.A .; Karl, W. C .; Connor, J. H .; Fawcett, H.E .; Юнлю, М. С. (2013). "Датчик изображения интерферометрического отражения для вирусной диагностики в местах оказания медицинской помощи". IEEE Transactions по биомедицинской инженерии. 60 (12): 3276–3283. Дои:10.1109 / tbme.2013.2272666. ЧВК  4041624. PMID  24271115.
  92. ^ а б Monroe, M. R .; Реддингтон, А .; Collins, A.D .; Laboda, C.D .; Cretich, M .; Chiari, M .; Литтл, Ф. Ф .; Юнлю, М. С. (2011). «Мультиплексный метод калибровки и количественного определения флуоресцентного сигнала для аллерген-специфических IgE». Аналитическая химия. 83 (24): 9485–9491. Дои:10.1021 / ac202212k. ЧВК  3395232. PMID  22060132.
  93. ^ Юрта, А .; Daaboul, G.G .; Connor, J. H .; Goldberg, B.B .; Юнлю, М. С. (2012). «Детекторы одиночных наночастиц для биологических приложений». Наномасштаб. 4 (3): 715–726. Bibcode:2012Нано ... 4..715л. Дои:10.1039 / c2nr11562j. ЧВК  3759154. PMID  22214976.
  94. ^ CA Lopez, GG Daaboul, RS Vedula, E. Ozkumur, DA Bergstein, TW Geisbert, H. Fawcett, BB Goldberg, JH Connor и MS Ünlü, «Безмаркировочное обнаружение мультиплексных вирусов с использованием спектральной визуализации», «Биосенсоры и биоэлектроника», 2011 г.
  95. ^ Monroe, M. R .; Daaboul, G.G .; Туйсузоглу, А .; Lopez, C.A .; Литтл, Ф. Ф .; Юнлю, М. С. (2013). «Обнаружение единичных наночастиц для мультиплексной диагностики белков с аттомолярной чувствительностью в сыворотке и необработанной цельной крови». Аналитическая химия. 85 (7): 3698–3706. Дои:10.1021 / ac4000514. ЧВК  3690328. PMID  23469929.
  96. ^ Daaboul, G.G .; Юрта, А .; Чжан, X .; Hwang, G.M .; Goldberg, B.B .; Юнлю, М. С. (2010). «Высокопроизводительное обнаружение и определение размеров индивидуальных низкоиндексных наночастиц и вирусов для идентификации патогенов». Нано буквы. 10 (11): 4727–4731. Bibcode:2010NanoL..10.4727D. Дои:10.1021 / nl103210p. PMID  20964282.
  97. ^ Хуанг, Ишунь; Сюй, Ванлинь; Лю, Гоюань; Тиан, Лейли (2017). «Чистый гидрогель ДНК со стабильной каталитической способностью, полученный одностадийной амплификацией по катящемуся кругу». Химические коммуникации. 53 (21): 3038–3041. Дои:10.1039 / C7CC00636E. ISSN  1359-7345. PMID  28239729.
  98. ^ Тиннефельд, Филипп; Acuna, Guillermo P .; Вэй, Циншань; Озджан, Айдоган; Озджан, Айдоган; Озджан, Айдоган; Вьетц, Кэролин; Лалкенс, Бирка; Трофимчук, Екатерина; Близко, Синди М .; Инан, Хакан (15 апреля 2019 г.). "ДНК-оригами наноинструменты для биочувствительности отдельных молекул и микроскопии сверхвысокого разрешения". Конгресс по биофотонике: Оптика в конгрессе наук о жизни 2019 (BODA, BRAIN, NTM, OMA, OMP) (2019), доклад AW5E.5. Оптическое общество Америки: AW5E.5. Дои:10.1364 / OMA.2019.AW5E.5. ISBN  978-1-943580-54-5.
  99. ^ Селнихин, Денис; Спарват, Штеффен Мёллер; Преус, Сорен; Биркедал, Виктория; Андерсен, Эббе Ленивец (26 июня 2018 г.). «Маяк оригами мультифлуорофорной ДНК как платформа для биочувствительности». САУ Нано. 12 (6): 5699–5708. Дои:10.1021 / acsnano.8b01510. ISSN  1936-086X. PMID  29763544.
  100. ^ Petänen, T .; Вирта, М .; Карп, М .; Романчук, М. (2001). "Создание и использование сенсорных плазмид ртути и арсенита широкого диапазона хозяев в почвенных бактериях. Pseudomonas fluorescens OS8 ". Микробная экология. 41 (4): 360–368. Дои:10.1007 / s002480000095. PMID  12032610. S2CID  21147572.
  101. ^ Дж. Г. Блэк, "Принципы и исследования", издание 5-е.
  102. ^ Ханахан, Дуглас; Вайнберг, Роберт А. (2011). «Признаки рака: следующее поколение». Клетка. 144 (5): 646–74. Дои:10.1016 / j.cell.2011.02.013. PMID  21376230.
  103. ^ а б Атай, Седа; Пышкин, Кевсер; Йылмаз, Фатьма; Чакир, Канан; Явуз, Хандан; Денизли, Адиль (2016). "Биосенсоры на основе микробаланса кварцевых кристаллов для обнаружения высокометастатических раковых клеток молочной железы через их рецепторы трансферрина". Анальный. Методы. 8 (1): 153–61. Дои:10.1039 / c5ay02898a.
  104. ^ Нордквист, Кристиан. "Рак молочной железы / Онкология женского здоровья / Гинекология Рак молочной железы: причины, симптомы и методы лечения". Медицинские новости сегодня. N.p., 5 мая 2016 г. Web.
  105. ^ Ханмохаммади, Акбар; Агаи, Али; Вахеди, Энсие; Казвини, Али; Ганей, Мостафа; Афхами, Аббас; Гаджян, Али; Багери, Хасан (2020). «Электрохимические биосенсоры для обнаружения биомаркеров рака легких: обзор». Таланта. 206: 120251. Дои:10.1016 / j.talanta.2019.120251. PMID  31514848.

Библиография

  • Фридер Шеллер и Флориан Шуберт (1989). Биосенсорен. Akademie-Verlag, Берлин. ISBN  978-3-05-500659-3.
  • Массимо Граттарола и Джузеппе Массобрио (1998). Справочник по биоэлектронике - МОП-транзисторы, биосенсоры и нейроны. Макгроу-Хилл, Нью-Йорк. ISBN  978-0070031746.

внешняя ссылка