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- 저자 : 샤힌 샤반 (검색결과 1 건)
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초민감 광학 바이오센서를 위한 나노스케일 바이오엔지니어링 바이오 분자
An optical sensor is currently receiving tremendous attention in a bio-medical technology to required time-intensive and specific quantification biosensor demanding for reliable, inexpensive, and highly sensitive devices at the point of care. Thus, a versatile, nanosized, genetically bioengineered human apoferritin heavy chain (hAFTN-H) protein scaffold nanoparticle was synthesized for biosensor applications. In this study, hAFTN-H consisting of 24 subunits, was genetically expressed with protein-G and 6x His-tag adaptor units. The gene was incorporated into pET-28b(+) plasmid at the C-terminal site of Escherichia Coli (E. Coli). This nanoconstruct scaffold is resulting in the biosensing strategy based on the optical platform. We proposed a straightforward and label-free, highly sensitive biosensor to quantifying Infectious Pancreatic Necrosis Virus (IPNV) based on hAFTN-H nanoparticles for analyte detection by fluorometry colorimetry (lateral flow) and colorimetric switching methods. In a fluorometry detection, we achieved a two-step signal amplifying strategy that employed a recombinant hAFTN nanoparticle modified to express a protein G bound to the targeted Fc region of monoclonal antibodies and a 6×His-tag that vigorously collaborates with the functionalized Ni-NTA moieties. The magnetic beads used for rapid separation chemically tactic attempted to target IPNV fish virus via anti-capture and detection IPNV antibodies. The arrangement of hAFTN-H nanoprobe surface-expressed subunits allows binding anti-detection monoclonal antibody and Ni-NTA Atto fluorescent dye via protein G 6xHis-tag derivatives. Further, the experiment of lateral flow-based colorimetry assay offered a new opportunity for readily distinguishable quantification of IPNV involving due to the high sensitivity of detection demands. Herein hAFTN-H nanoprobe outer surface generated cross-linkage with 5 nm Ni-NTA gold nanoparticle complex efficiently monitoring to visualization and quantification towards the IPNV system. The proposed fluorimetry system exhibit detection limits towards IPNV 1.02 TCID50/mL (50% tissue culture infective dose), and colorimetric (lateral flow) was 0.88 In our present study, we were promoting a very tiny biomolecule enzyme-mediated physiological reaction between neurotransmitter serotonin (5-HT) oxidation to the formation of a dimer complex. 5-HT acceleration of catalytic activity to formation dimer at C-4 position to the formed phenolic radical presence of peroxidase and H2O2. The dimer 5-HT possesses the capability to recognize intermolecular interaction units that cause aggregation complex of Au nanoparticles (Au-NPs) for logically inexpensive and straightforward analytical demands. As proof of visual and spectral analysis, peroxidative dimeric 5-HT demonstrated a sensitive, robust, low-cost, and sensible immunosensor, represents the first-time quantifying at point of care (POC) platform. The calorimetric method enables highly sensitive detection of 5-HT in phosphate buffer samples at nanomolar levels with an LOD of 2.6 nM, and the sensor possesses a dynamic range of 100-300 nM in buffer conditions. 광학 센서는 현장진단 분야에서 신뢰할 수 있고 저렴하며 매우 민감한 장비를 필요로 하는 바이오메디컬 기술에 있어서 현재 많은 주목을 받고 있다. 따라서, 바이오센서로 사용하기 위해 다용도 나노 사이즈의 유전적으로 변형된 인간 아포페리틴 중사슬 (hAFTN-H) 단백질 스캐폴드 나노입자가 합성되었다. 본 연구에서는 24개의 하위단위로 구성된 hAFTN-H는 단백질-G와 6x His-tag 어댑터 단위와 결합되어 유전적으로 발현되었다. hAFTN-H의 유전자는 대장균(E. Coli)의 C-말단부위에서 pET-28b(+) 플라스미드에 삽입되었다. 이 나노구조 스캐폴드는 광학 플랫폼에 기반한 바이오센싱 전략을 만들어내고 있다. 형광, 흡광 (측방 유동 측정) 및 색 변환 측정법에 의한 타겟 측정을 위해서 hAFTN-H 나노입자를 기반으로 전염성 췌장 괴사 바이러스 (IPNV)를 정량화하기 위한 간단하면서도 라벨이 없는 매우 민감한 바이오센서를 제안했다. 본 연구에서는 단일 클론 항체의 표적 Fc영역에 결합된 단백질 G와 Ni-NTA 부분과 강력하게 결합하는 6x His-tag를 발현을 확인하기 위한 형광측정에서 수정된 재조합 hAFTN 나노입자를 이용하여 2단계 신호 증폭을 확인했다. 신속한 분리를 위해 사용된 자성입자는 IPNV 포획 및 검출 항체와 결합되어 IPNV 어류 바이러스를 잡기위해 적용되었다. hAFTN-H 나노프로브 표면에 발현된 하위단위의 배열은 단백질 G와 6x His-tag 유도체를 통해 항-단일 검출항체와 Ni-NTA Atto 형광 염료를 결합하게 한다. 또한, 측방 유동에 기반한 흡광 측정 실험은 높은 측정 민감도로 IPNV를 쉽게 구별가능한 정량화를 위한 새로운 기회를 제공하였다. 여기에서는 hAFTN-H 나노프로브 외부 표면이 IPNV 시스템에 대한 시각화 및 정량화를 효율적으로 모니터링하는 5nm 크기의 Ni-NTA 금 나노입자 복합체와의 가교결합을 발생시켰다. 제안된 형광 시스템은 IPNV에 대하여 1.02 TCID50/mL (50% 조직배양 감염 선량)의 검출 한계를 보였고 흡광 (측방 유동) 측정은 0.88의 검출한계를 보였다. 본 연구에서, 다이머 복합체의 형성으로 신경전달물질 세로토닌 (5-HT) 산화 사이의 매우 작은 생체분자 효소 매개 생리학적 반응을 촉진하였다. C-4 위치에서 다이머 형성에 대한 촉매반응의 5-HT 가속화는 페놀릭 라디칼 존재인 과산화효소 및 과산화수소를 형성했다. 다이머 5-HT는 논리적으로 저렴하고 간단한 분석 수요에 대해 금 나노입자 (Au-NPs)의 응집 복합체를 유발하는 분자간 상호작용 단위를 인식할 수 있는 능력을 가지고 있다. 시각적 및 스펙트럼 분석의 증거로서 과산화 다이머 5-HT는 민감하고 강력하며 저비용이며 합리적인 면역센서를 입증했으며 현장진단 플랫폼에서 최초의 정량화를 보였다. 흡광 측정법은 인산염 완충용액에 있는 5-HT를 2.6 nM의 검출한계를 가진 나노몰 단위 수준의 매우 민감한 측정을 가능하게 했고 완충용액 조건에서 100 – 300 nM의 측정 범위를 가지고 있다.
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