מאמר שיטה

שבב חישה שונה גרפן בעל ביצועים עיליים עבור גילוי SARS-CoV-2

DOI:

10.3791/64730

⸱

5 במאי 2023

 ,  ,  ,  , 
1RFIC Bio Centre, Kwangwoon University, 2Department of Electronics Engineering, Kwangwoon University, 3NDAC Centre, Kwangwoon University, 4Stanford Cardiovascular Institute, Stanford University School of Medicine, 5Department of Medicine, Stanford University School of Medicine, 6Department of Biomedical Engineering, Hebei University of Technology, 7NanoBioTech Laboratory, Department of Environmental Engineering, Florida Polytechnic University, 8School of Engineering, University of Petroleum and Energy Studies (UPES)

במאמר זה

סיכום

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

הפרוטוקול הנוכחי מתאר ייצור של אבות טיפוס ביו-חישה בעלות נמוכה המבוססים על ננו-מערכות שימושיות לזיהוי מדויק של חלבונים נגיפיים (ברמת Fg). פלטפורמת חיישנים זעירה כזו מאפשרת יישומי נקודת טיפול שניתן לשלב עם האינטרנט של דברים רפואיים (IoMT) כדי לעמוד ביעדי טלרפואה.

תקציר

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

מודל אב טיפוס חישה זה כולל פיתוח של שבב זיהוי קיבולי כפול (DIDC) של תחמוצת גרפן כפולה (GrO) לשימוש חוזר לזיהוי נגיף קורונה 2 (SARS-CoV-2) תסמונת נשימתית חריפה חמורה (SARS-CoV-2) באופן ספציפי ומהיר. ה-DIDC המיוצר מורכב ממצע זכוכית המכיל Ti/Pt מזוגג בתחמוצת גרפן (GrO), אשר עובר שינוי כימי נוסף עם EDC-NHS כדי לשתק נוגדנים (Abs) העוינים ל-SARS-CoV-2 בהתבסס על חלבון הספייק (S1) של הנגיף. תוצאות חקירות תובנות הראו כי GrO נתן משטח מהונדס אידיאלי לקיבוע Ab ושיפר את הקיבול כדי לאפשר רגישות גבוהה יותר וגבולות חישה נמוכים. אלמנטים ניתנים לכוונון אלה עזרו להשיג טווח חישה רחב (1.0 מ"ג/מ"ל עד 1.0 fg/mL), מגבלת חישה מינימלית של 1 fg/mL, היענות גבוהה וליניאריות טובה של 18.56 nF/g, וזמן תגובה מהיר של 3 שניות. חוץ מזה, במונחים של פיתוח מסגרות בדיקה בנות קיימא מבחינה כלכלית (POC), השימוש החוזר של הביו-שבב GrO-DIDC במחקר זה הוא טוב. באופן משמעותי, השבב הביולוגי ספציפי כנגד אנטיגנים הנישאים בדם ויציב עד 10 ימים ב-5 מעלות צלזיוס. בשל הקומפקטיות שלו, לחיישן ביולוגי מוקטן זה יש פוטנציאל לאבחון POC של זיהום COVID-19. מערכת זו יכולה לזהות גם מחלות נגיפיות קשות אחרות, אם כי שלב אישור תוך שימוש בדוגמאות וירוסים אחרות נמצא בפיתוח.

מבוא

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

מגיפה ויראלית הנגרמת על ידי בטא קורונה1 חדש (כלומר, 2019-nCoV), שמאוחר יותר נקרא תסמונת נשימתית חריפה חמורה קורונה 2 (SARS-CoV-2)2 (להלן בעיקר הנגיף), הכוללת מקבץ דלקת ריאות ומצוקה נשימתית חריפה חמורה, הופיעה בעיר ווהאן, סין, בסוף 20193. בשל ההעברה העולמית המהירה מאדם לאדם, שיעור הדבקה גבוה, שיעור תמותה גבוה ותופעות לוואי חמורות מסכנות חיים4, במהלך המגיפה, המחקר הווירולוגי5 התפתח במהירות כדי לזהות את הארגון והמבנה הגנומי של הנגיף 5,6. התסמינים של COVID-19 7,8 כוללים חום גבוה, שיעול יבש וכאב כללי9. חשוב לציין, סרוטיפים שונים של הנגיף מובילים לחומרות מחלה שונות10. יתר על כן, נשאים א-סימפטומטיים עלולים להפיץ את הנגיף. בדרך כלל, תחת המיקרוסקופ, חלקיקי נגיף COVID-19 מראים תחזיות דמויות מועדון שנוצרו על ידי חלבוני ספייק11. לכן, כדי לשלוט בהתפשטות הפתוגן החדש הזה, איתור המקרים חייב להיות בזמן ויעיל. לפיכך, הזיהוי האולטרה-רגיש, המהיר והסלקטיבי של הנגיף בשלבים המוקדמים של זיהום ויראלי הפך לקריטי 2,11. יש צורך בריחוק חברתי/פיזי כדי למנוע העברת12 של הנגיף. סוכנויות הבריאות שמות דגש על פיתוח כלי אבחון חכמים וננו-מערכות13. ואכן, כפי שהציעו סוכנויות הבריאות, נדרשותבדיקות ממוקדות והמוניות 14,15 ועדיין מבוקשות.

באופן עקרוני, שיטות אבחון ביולוגיות מתמשכות כמו תגובת שרשרת פולימראז שעתוק הפוך (RT-PCR) הן האמצעי הטוב ביותר לזיהוי המוני של SARS-CoV-2, כמו עם נגיף הקורונה הקשור לתסמונת הנשימה המזרח תיכונית (MERS-CoV)16 ו-SARS-CoV-117. בהקשר זה, הזיהוי הסטנדרטי הנוכחי של זיהום SARS-CoV-2 תלוי בשיפור המאפיינים הספציפיים לזיהום18,19. בנוסף, יש לקחת בחשבון את השונות בזיהום SARS-CoV-2 בהתאם לאזור, גיל, גזע ומין. עם המטרה הסופית של הצלת חיים, חיוני לבנות כלי אבחון מהירים לשימוש בנקודת טיפול (POC)20,21.

בהקשר זה, אסטרטגיות רגילות כמו הכלאה פלואורסצנטית באתרה (FISH), בדיקת אימונוסורבנט חלבון (ELISA), שיטות מבוססות מיקרוספרה, בדיקות אלקטרוכימיות ו-MRI, PET ו-NIRFOI22 הן בעלות רגישות נמוכה לרמות נמוכות של נגיף, סלקטיביות נמוכה ויכולת שימוש חוזר נמוכה; בנוסף, להליכים כאלה יש חסרונות, כולל מערכות אבחון ביו-חישה יקרות, ריאגנטים שאינם ניתנים לשימוש חוזר והדרישה לכוח עבודה מיומןביותר 23. לכן, לא ניתן לראות בטכניקות תובנות אלה שיטות POC מהירות, סבירות, ספציפיות במיוחד או רגישות24,25. יש לציין כי ישנם סוגים שונים של DNA וחיישנים ביולוגיים מבוססי חיסון המשתמשים בטכניקות מורכבות, קיבוליות וחשמליות 18,26,27,28. כדוגמה, חיישני DNA חשמליים, בעלי היענות גבוהה, ניתנים להקטנה פשוטה, וניתנים לכוונון29,30, יוצרו לזיהוי אבולה31, זיקה, MERS-CoV ו-SARS-CoV 32,33,34. באופן דומה, חיישן ביולוגי של מוליכים למחצה (FET) לזיהוי חלבון הספייק של הנגיף תוך שימוש בנוגדנים מסוימים (חד שבטיים) המשותקים על מכשירים מזוגגים גרפן נוצר ביעילות35,36. עם זאת, אסטרטגיה חדשה זו פחות רגישה מ-RT-PCR. יתר על כן, לאחרונה פותחה מסגרת זיהוי תלת-ממדית מבוססת מסוף של ננו-חלקיקי סילון (GrO) עבור הנגיף, בעלת גבול זיהוי נמוך (2.8 ×-10-15 M); בכל מקרה, מבנה החיישנים הביולוגיים המורכבהמוצע 35 נבדק ביחס לשימוש ב-POC והושווה לאסטרטגיות ביו-חיישנים קיימות אחרות המשמשות לזיהוי הנגיף 35,37,38.

במחקר זה, תכננו ויצרנו חיישן ביולוגי DIDC מבוסס GrO מוקטן וניתן לשימוש חוזר לזיהוי חלבון הספייק של הנגיף ללא המגבלות שתוארו לעיל עבור חיישנים ביולוגיים אחרים. חיישן ביולוגי זה מאפשר זיהוי ברמת הפמטוגרמה (fg) תוך 3 שניות 18,27 מזמן התגובה. כדי לבצע מחקר זה, נבחרו ננו-פתיתי GrO עבור היענות וסלקטיביות טובות יותר, מה שאומר שניתן לזהות ריכוזים נמוכים של חלבון אנטיגן הנגיף ממקלוני הפה או הלוע האף. GrO הוא חומר מתאים, אמין סינתטית, עקבי ומוליך שניתן להשתמש בו בצורה מועילה עבור יישומי חישה ביולוגית 2,39,40,41. בנוסף, נעשה שימוש בגישת הכלאה חד-שבטית ללא תווית נוגדנים IgG, תוך התמקדות בחלבון S1 של הנגיף Spike. החיישן הביולוגי המיוצר SARS-CoV-2-GrO-DIDC ניתן לשימוש חוזר לאחר טיפול וניקוי מתקדמים עם תמיסת פיראנה. ניתן להשתמש בחיישן ביולוגי אולטרה-מהיר, רגיש, סלקטיבי, נטול תוויות וניתן לשימוש חוזר עבור חישה ביולוגית של דגימות קליניות ויישומי בריאות מותאמים אישית 26,42,43,44.

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

פרוטוקול

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

1. ניקוי שבב החישה DIDC

  1. בתחילת הניסוי, נקו את משטח השבב DIDC26 עם תמיסת פיראנה (H2SO4:H2O2ביחס של 3:1), והניחו אותו על הפלטה החמה בטמפרטורה של 80 מעלות צלזיוס למשך 15 דקות. לאחר מכן, שטפו את משטח החיישן במים מזוקקים טיפה אחר טיפה באמצעות פיפטה כדי להסיר את ריאגנטים לניקוי לחלוטין. כדי להבטיח הסרה מוחלטת של המגיב, יש לשטוף את המשטח בארבע עד חמש טיפות אלכוהול אתילי.
    הערה: שבב ה-DIDC יוצר בעקבות דוח26 שפורסם בעבר.
  2. לאחר מכן, יבש את משטח החיישן בטמפרטורת החדר להסרה מלאה של הריאגנטים לקבלת משטח חיישן הידרופילי. ניתן להשתמש בשבב זה להמשך ייצור של שכבת תחמוצת הגרפן על השבב (שלב 2).
  3. מכסים את רפידות האלקטרודה של שבב החיישן הנקי בסרט פולימיד.

2. ייצור השכבה הדקה של תחמוצת הגרפן על שבב החישה DIDC

  1. הנח את השבב במרכז מכונת ציפוי הסיבוב במצב אופקי, והוסף 4 מיקרוליטר של תמיסה מימית של תחמוצת גרפן חד-שכבתית זמינה מסחרית (GO) (ראה טבלת חומרים) על משטח השבב. לאחר מכן, סגור את תא ציפוי הסיבוב והפעל במשך 2 דקות ב-1,300 סל"ד.
  2. לצורך חישול שבב ה-GO המפוברק, שמור את השבב על הפלטה החמה אופקית למשך 40 דקות ב-80 מעלות צלזיוס.

3. קישור צולב ופונקציונליזציה של שבב החישה DIDC מזוגג GO

  1. בצע קישור צולב של N-(3-dimethylaminopropyl)-N′-ethylcarbodiimide hydrochloride (EDC) ו-NHydroxysuccinimide (NHS) עם שבב GO בסרט דק.
    1. הוסף 4 מיקרוליטר (0.4 M ו-0.1 M, בהתאמה) של EDC-NHS (ראה טבלת חומרים) לשבב GO הסרט הדק ליצירת צימוד קוולנטי של קבוצות אמין וקרבוקסילי באמצעות היווצרות קשרי אמיד26.

4. הכנת נוגדנים וקיבוע על השבב לחישת חלבונים

  1. לקשירת שבב ה-GO-DIDC הפונקציונלי עם הנוגדן, יש להמיס את האנטי-SARS-CoV-2 Abs הזמין מסחרית (משוכפל על ידי חלבון mAb anti-S1 של ארנב, ראה טבלת חומרים) באמצעות מאגר הדילול (0.01 M PBS המכיל 0.1% BSA [אלבומין בסרום בקר] ו-0.86% NaCl).
    1. ל-1 מיקרוגרם של נוגדן מטוהר, הוסף 1 מ"ל PBS מדולל. לאחר מכן, הטיל 4 מיקרוליטר מתמיסת הנוגדן על שבב ה-GO-DIDC המופעל הצולב. השאירו את השבב בתא הסגור למשך שעתיים כדי לקשור את שרירי הבטן למשטח שבב פונקציונלי בטמפרטורת החדר.
      הערה: אזור ה-Fab של שרירי הבטן מורכב בדרך כלל מקבוצות אמינים וקרבוקסיליים תגובתיות בשפע בשל אופיו הקוטבי26; לכן, הקיבוע הספציפי שלאחר מכן מוביל לכיוון קוולנטי חזק של "זנב" ספציפי ל-Ab.
  2. לאחר השלמת קיבוע הנוגדנים על פני החיישן, השליכו 4 מיקרוליטר של אלבומין בסרום בקר (BSA) על השבב כדי לחסום את האתרים הלא ספציפיים של שבב החישה החיסון-קיבולי. הנח את השבב אופקית בתא הסגור למשך 20 דקות בטמפרטורת החדר.
  3. שטפו את שבב החישה החיסוני הקיבולי במי DI, ולאחר מכן המשיכו לייבש בטמפרטורת החדר.
    הערה: לאחר הייבוש, החיישן החיסוני הקיבולי מבוסס DIDC (SARS-CoV-2-Ab-EDC-NHS-GrO-Ti/Pt-SiO2-DIDCs) מוכן לבצע את הזיהוי הסדרתי של אנטיגן הספייק של הנגיף.
  4. לחישה נוספת של חלבון הספייק של הנגיף, הכינו ריכוזים שונים מ-1.0 מ"ג ל-1.0 fg כדי לקבל גבול זיהוי רחב.

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

תוצאות

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

כאן, מוצג פרוטוקול לחישת חלבון S1 של נגיף SARS-CoV-2 באמצעות שבב חישה קיבולי כפול בין-ספרתי (DIDC) מזוגג תחמוצת גרפן. איור 1 מציג ייצוג סכמטי (ייצור עם פריסת המעגל) של שבב החישה הקיבולי הכפול (DIDC) הרגיש ביותר והניתן למיחזור עם תחמוצת גרפן. תהליך הייצור המפורט בשלבים מוצג באיור 2. איור 3 מייצג את אפיון פונקציונליות פני השטח באמצעות מיקרוסקופ כוח אטומי (AFM). מבט עליון טיפוסי של השבב המפוברק, האפיון הספקטרוסקופי של FTIR וזו...

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

דיון

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

לעיצוב חיישן ביולוגי מבוסס שבב DIDC פרודוקטיבי, חלוקת המטען, המוליכות והקבוע הדיאלקטרי של ה-DIDC חשובים ביותר. באופן משמעותי, השיפורים בגבולות הגילוי הללו מתייחסים לתגובה הקיבולית של DIDC 18,26,27. במחקר זה, נוצר חיישן חיסוני קיבולי העוין לנגיף Abs ותפקוד על ידי צימוד EDC-NHS על מצע SiO2מבוסס תחמוצת גרפן-DIDC27. בנוסף, קישור צולב EDC-NHS נוסף על ידי שימוש בקישו...

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

גילויים

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

למחברים אין מה לחשוף.

תודות

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

עבודה זו אושרה במידה מסוימת על ידי תוכנית המחקר המדעי הבסיסי באמצעות קרן המחקר הלאומית של קוריאה (NRF) בחסות משרד החינוך במסגרת מענק 2018R1D1A1A09083353 ומענק 2018R1A6A1A03025242, במידה מסוימת על ידי איגוד קבוצת GCS בע"מ, ועל ידי בית הספר לתארים מתקדמים של המשרד לאיכות הסביבה של קוריאה (MOE) השקיע אנרגיה עצומה בפרויקט משולב למניעה ובקרה של זיהום ומענק מחקר של אוניברסיטת קוואנגוון בשנת 2022.

א.מ. מבקשת להודות על תמיכת המכון הלאומי להדמיה ביו-רפואית וביו-הנדסה (5T32EB009035).

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

חומרים

רשימת החומרים שנעשה בהם שימוש במאמר זה
שםחברהמספר קטלוגהערות
עמילואיד ובטא; 1-42 חלבוןMerck (Sigma-Aldrich)107761-42-2
נוגדן IgG חד-שבטי נגד SARS-CoV-2 Spike (S1);SinoBiological40150-R007
EDC [N-(3-dimethylaminopropyl)-N′-ethylcarbodiimide hydrochloride]Thermo Fisher ScientificA35391
אתיל אלכוהול (C<תת>2H5OH)של סיגמא-אולדריץ
(H2O2)
קלטתקפטון סרט פולימיד
NHS (NHydroxysuccinimide, 98+%; C4H5NO3)Thermo Fisher ScientificA39269
PBS
אנטיגן ספציפי לערמונית Sigma-AldrichP3338-25UG
SARS-CoV-2 Spike S1-His חלבון רקומביננטיSinoBiological40591-V08H
שכבה אחת תחמוצתגרפן סופרמרקט
ציפוי ספיןספין דיוק גבוה (מערכת ציפוי ספין)ACE-200 
חומצה גופרתית (H<תת>2SO4)
מי חמצן ' ציפוי ציפוי

מקורות

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Boldog, P. Risk assessment of novel coronavirus COVID-19 outbreaks outside China. Journal of Clinical Medicine. 9 (2), 571-583 (2020).
  2. Seo, G., et al. Rapid detection of COVID-19 causative virus (SARS-CoV-2) in human nasopharyngeal swab specimens using field-effect transistor-based biosensor. ACS Nano. 14 (4), 5135-5142 (2020).
  3. Panda, P. K. Structure-based drug designing and immunoinformatics approach for SARS-CoV-2. Science Advances. 6, 5135-5142 (2020).
  4. Li, R., et al. Substantial undocumented infection facilitates the rapid dissemination of novel coronavirus (SARS-CoV-2). Science Advances. 368, 489-493 (2020).
  5. Lu, R., et al. Genomic characterisation and epidemiology of 2019 novel coronavirus: implications for virus origins and receptor binding. Lancet. 395 (10224), 565-574 (2020).
  6. Hui, D. S. The continuing 2019-nCoV epidemic threat of novel coronaviruses to global health - The latest 2019 novel coronavirus outbreak in Wuhan, China. Journal of Infectious Diseases. 91, 264-266 (2020).
  7. Chen, I. Y., et al. Upregulation of the chemokine (C-C motif) ligand 2 via a severe acute respiratory syndrome coronavirus spike-ACE2 signaling pathway. Journal of Virology. 84 (15), 7703-7712 (2010).
  8. Fung, T. S., Huang, M., Liu, D. X. Coronavirus-induced ER stress response and its involvement in regulation of coronavirus-host interactions. Virus Research. 194, 110-123 (2014).
  9. Park, S. E. Epidemiology, virology, and clinical features of severe acute respiratory syndrome -coronavirus-2 (SARS-CoV-2: Coronavirus Disease-19). Korean Journal of Pediatrics. 63 (4), 119-124 (2020).
  10. Fajnzylber, J., et al. SARS-CoV-2 viral load is associated with increased disease severity and mortality. Nature Communications. 11 (1), 5493(2020).
  11. Rao, K., et al. Review on newly identified coronavirus and its genomic organization. SSR Institute of International Journal of Life Sciences. 6 (2), 2509(2020).
  12. Mujawar, M. A., et al. Nano-enabled biosensing systems for intelligent healthcare: Towards COVID-19 management. Materials Today Chemistry. 17, 100306(2020).
  13. Manickam, P., et al. Artificial intelligence (AI) and internet of medical things (IoMT) assisted biomedical systems for intelligent healthcare. Biosensors. 12 (8), 562-591 (2022).
  14. Kaushik, A. K., et al. Electrochemical SARS-CoV-2 sensing at point-of-care and artificial intelligence for intelligent COVID-19 management. ACS Applied Bio Materials. 3 (11), 7306-7325 (2020).
  15. Lee, D., Lee, J. Testing on the move: South Korea's rapid response to the COVID-19 pandemic. Transportation Research Interdisciplinary Perspectives. 5, 100111(2020).
  16. Emery, S. L., et al. Real-time reverse transcription-polymerase chain reaction assay for SARS-associated coronavirus. Emerging Infectious Diseases. 10 (2), 311-316 (2004).
  17. Lu, X., et al. Real-time reverse transcription-PCR assay panel for Middle East respiratory syndrome coronavirus. Journal of Clinical Microbiology. 52 (1), 67-75 (2014).
  18. Mishra, S., et al. Tailored biofunctionalized biosensor for the label-free sensing of prostate-specific antigen. ACS Applied Bio Materials. 3 (11), 7821-7830 (2020).
  19. Wang, Y. L., et al. Detection of severe acute respiratory syndrome (SARS) coronavirus nucleocapsid protein using AlGaN/GaN high electron mobility transistors. ECS Transactions. 50 (6), 239-243 (2013).
  20. Ravi, N., Cortade, D. L., Ng, E., Wang, S. X. Diagnostics for SARS-CoV-2 detection: A comprehensive review of the FDA-EUA COVID-19 testing landscape. Biosensors and Bioelectronics. 165, 112454(2020).
  21. Sethuraman, N., Jeremiah, S. S., Ryo, A. Interpreting diagnostic tests for SARS-CoV-2. JAMA. 323, 2249-2251 (2020).
  22. Timmer, W. C., Villalobos, J. M. Chemistry Education. 70 (4), 273-280 (1993).
  23. Whitesides, G. M. The origins and the future of microfluidics. Nature. 442 (5), 368-373 (2006).
  24. Drummond, T. G., Hill, M. G., Barton, J. K. Electrochemical DNA sensors. Nature Biotechnology. 21, 1192-1199 (2003).
  25. Singhal, C., Khanuja, M., Chaudhary, N., Pundir, C. S., Narang, J. Detection of chikungunya virus DNA using two-dimensional MoS2 nanosheets based disposable biosensor. Scientific Reports. 8, 7734(2018).
  26. Sharma, P. K., et al. Ultrasensitive and reusable graphene oxide-modified double-interdigitated capacitive (DIDC) sensing chip for detecting SARS-CoV-2. ACS Sensors. 6 (9), 3468-3476 (2021).
  27. Sharma, P. K., et al. Ultrasensitive probeless capacitive biosensor for amyloid beta (Ab) detection in human plasma using interdigitated electrodes. Biosensors and Bioelectronics. 212, 114365(2022).
  28. Wang, L., et al. A sensitive DNA capacitive biosensor using interdigitated electrodes. Biosensors and Bioelectronics. 87, 646-653 (2017).
  29. Brasil, P., et al. Zika virus infection in pregnant women in Rio de Janeiro. The New England Journal of Medicine. 375 (24), 2321-2334 (2016).
  30. Kong, J., et al. Molecular wires as chemical sensors. Science. 287 (5453), 622-625 (2000).
  31. Wang, J. Carbon-nanotube based electrochemical biosensors: A review. Electroanalysis. 17 (1), 7-14 (2005).
  32. Layqah, L. A., Eissa, S. An electrochemical immunosensor for the coronavirus associated with the Middle East respiratory syndrome using an array of gold nanoparticle-modified carbon electrodes. Microchimica Acta. 186 (4), 224-234 (2019).
  33. Vermisoglou, E., et al. Human virus detection with graphene-based materials. Biosensors and Bioelectronics. 166, 112436(2020).
  34. Mostafavi, E., Dubey, A. K., Teodori, L., Ramakrishna, S., Kaushik, A. SARS-CoV-2 Oomicron variant: A next phase of the COVID-19 pandemic and a call to arms for system sciences and precision medicine. MedComm. 3 (1), 119(2022).
  35. Ali, M. A., et al. Sensing of COVID-19 antibodies in seconds via aerosol jet printed three dimensional electrodes. Advanced Materials. 33 (7), 2006647(2020).
  36. Ganbold, E., Sharma, P. K., Kim, E. -S., Lee, D. -N., Kim, N. -Y. Capacitive humidity sensor with a rapid response time on a GO-doped P(VDF-TrFE)/LiCl composite for noncontact sensing applications. Chemosensors. 11 (2), 122(2023).
  37. Shivani, T., et al. Antibacterial and antiviral high-performance nanosystems to mitigate new SARS-CoV-2 variants of concern. Current Opinion in Biomedical Engineering. 21, 100363(2022).
  38. Kujawska, M., Mostafavi, E., Kaushik, A. SARS-CoV-2 getting into the brain; Neurological phenotype of COVID-19, and management by nano-biotechnology. Neural Regeneration Research. 18 (3), 519-520 (2022).
  39. Kang, P., Wang, M. C., Nam, S. Bioelectronics with two-dimensional materials. Microelectronic Engineering. 161, 18-35 (2016).
  40. Syama, S., Mohanan, P. V. Comprehensive application of graphene: Emphasis on biomedical concerns. Nano-Micro Letters. 11, 6(2019).
  41. Chaudhary, V., Kaushik, A., Furukawa, H., Khosla, A. Review-Towards 5th generation AI and IoT driven sustainable intelligent sensors based on 2D MXenes and borophene. ECS Sensors Plus. 1, 013601(2022).
  42. Sharma, P. K., et al. Perspectives on 2D-borophene flatland for smart bio-sensing. Materials Letters. 308, https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/B978012818154600010X 131089(2022).
  43. Sharma, P. K., et al. Nanotechnology and its application: A review. Nanotechnology in Cancer Management. Precise Diagnostics Toward Personalized Health Care. Khondakar, K. R., Kaushik, A. K. 1 (1), Elsevier Science. 1-33 (2021).
  44. Rawat, P., et al. Emergence of high-performing and ultra-fast 2D-graphene nano-biosensing system. Materials Letters. 308, 131241(2022).
  45. Ganbold, E., et al. Highly sensitive interdigitated capacitive humidity sensors based on sponge-like nanoporous PVDF/LiCl composite for real-time monitoring. ACS Applied Materials & Interfaces. 15 (3), 4559-4568 (2023).
  46. Feng, J., Guo, Z. Wettability of graphene: From influencing factors and reversible conversions to potential applications. Nanoscale Horizons. 4, 339-364 (2019).
  47. Flynn, S. P., et al. qua-Art: A demonstration of hydrophilic and hydrophobic surfaces fabricated by plasma enhanced chemical vapor deposition. Chemical Education. 94 (2), 221-225 (2017).
  48. Bhardwaj, S. K., Yadav, P., Ghosh, S., Basu, T., Mahapatro, A. K. Biosensing test-bed using electrochemically deposited reduced graphene oxide. ACS Applied Materials & Interfaces. 8 (37), 24350-24360 (2016).
  49. Reddicherla, U., Seyed, M. G., Sonwal, S., Gokana, M. R., Yun, S. H. Portable electrochemical sensing methodologies for on-site detection of pesticide residues in fruits and vegetables. Coordination Chemistry Reviews. 453, 214305(2022).
  50. Reddicherla, U., et al. Colorimetric based on-site sensing strategies for the rapid detection of pesticides in agricultural foods: New horizons, perspectives, and challenges. Coordination Chemistry Reviews. 446, 214061(2021).

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

הדפסות חוזרות והרשאות

בקש הרשאה לשימוש חוזר בטקסט או באיורים של מאמר JoVE זה

בקש הרשאה

תגיות

EDC NHSSpike
הסרטון יגיע בקרוב

מאמרים קשורים