Методическая статья

Микрожидкостных основе Электрохимический Биочип для этикеток без анализа ДНК-гибридизации

DOI:

10.3791/51797

⸱

10 сентября 2014 г.

 ,  ,  ,  , 
1MEMS Sensors and Actuators Laboratory (MSAL), Department of Electrical and Computer Engineering, Institute for Systems Research, University of Maryland, 2Institute for Bioscience and Biotechnology Research, Fischell Department of Bioengineering, University of Maryland

В этой статье

Краткое содержание

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

Мы представляем микрофлюидных основе электрохимического биочип для выявления ДНК гибридизации. После оцДНК зонда функционализации, специфичность, чувствительность и предел обнаружения изучаются с дополнительными и некомплементарными целей оцДНК. Результаты иллюстрируют влияние гибридизации ДНК событий на электрохимической системы, с пределом обнаружения 3,8 нМ.

Аннотация

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

Миниатюризация аналитических процедур настольных в микро-масштабе обеспечивает значительные преимущества в отношении времени реакции, стоимости и интеграции шагов предварительной обработки. Использование этих устройств к анализу гибридизации событий ДНК важна, поскольку она предлагает технологию для реальной оценки времени биомаркеров в точке оказания медицинской помощи для различных заболеваний. Однако, когда след устройство снижает доминирование различных физических увеличивается явлений. Эти явления влияют на точность изготовления и надежность работы устройства. Таким образом, существует большая потребность, чтобы точно изготовить и работать эти устройства в воспроизводимым образом, чтобы улучшить общую производительность. Здесь мы описываем протоколы и методы, используемые для изготовления и эксплуатации микрофлюидном основе электрохимического биочипа для точного анализа гибридизации ДНК событий. Биочип состоит из двух частей: Микрожидкостных чип стри параллельных микроканалы из полидиметилсилоксана (ПДМС), и 3 х 3 упорядоченной электрохимической микро-чип. Гибридизации ДНК события определяются с использованием электрохимического импеданса спектроскопия (EIS) анализ. Анализ EIS позволяет вариации мониторингу свойств электрохимической системы, преобладающих в этих масштабах длины. С возможностью отслеживать изменения как переноса заряда и диффузионного сопротивления с биосенсора, мы демонстрируем селективность к дополнительным целям оцДНК, вычисляемый предел обнаружения 3,8 нМ и 13% перекрестной реактивности с другими некомплементарной одноцепочечной ДНК следующий 20 мин инкубации. Эта методика может повысить производительность миниаппаратуры по выяснению от поведения диффузии в микро-масштабе режима и позволяя изучение гибридизации ДНК событий.

Введение

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

Микрожидкостных лаборатория-на-чипе (LOC) устройства обеспечивают многочисленные преимущества в клинической диагностике, экологический мониторинг и медико-биологических исследований. Эти устройства используют микроканалов для управления потоком жидкости в регионах чипа, где целый ряд процедур может иметь место в том числе смешивания реагентов, близости, основанная связывания, передачи сигнала, и культивирования клеток 1-4. Microfluidics обеспечивает множество преимуществ по сравнению с обычными клинических диагностических инструментов, таких как планшете читателей или электрофоретических анализов гель сдвига. Микрожидкостных устройства требуют от 2 до 3 порядка (нанолитров в отличие от мкл) меньше реагентов для выполнения аналогичных анализов. Кроме того, эти устройства могут увеличить скорость, с которой некоторые биологические события происходят за счет меньшего удержания вида в каналах 5,6. В-третьих, датчики могут быть интегрированы в микрофлюидных устройств, использующих литографии и травления методы, которые могут обеспечить без наклеек detectioн. Наконец, эти устройства недороги в производстве и не требуют много работы по части техник для работы 7-10.

Этикетка без обнаружения обычно выполняется с помощью оптического или электрического преобразователя. Оптические приборы могут представить лучше зондирования производительность за счет снижения помех анализируемых веществ в образце. Тем не менее, их эффективность находится под угрозой в тех случаях, когда фон образца имеет ту же длину волны резонирующий в качестве датчика 11. Есть много преимуществ в использовании электрические сигналы для выполнения биологической и химической обнаружения в микрофлюидных систем. Изготовление изначально менее сложным, поскольку эти датчики обычно требуют только узорчатые электроды для работы. Кроме того, электрические сигналы могут быть непосредственно сопряжена с большей измерительного оборудования, тогда как другие формы сигналов может потребоваться преобразователь для преобразования сигнала 12-15. Электрические датчики обычно измерить изменения в impedancэ 16,17, емкость 18, или окислительно-восстановительный деятельность 19. Тем не менее, новые вызовы представлены как эти системы имеют очень маленькие размеры. Наиболее важные проблемы преодоления включают: подготовку образцов и смешивание жидкостей (за счет низкого объема выборки и числа Рейнольдса), физические и химические эффекты (включая капиллярных сил, шероховатость поверхности, химические взаимодействия между строительными материалами и анализируемых), низкий SIGNAL- к шуму (производства уменьшенной площади поверхности и объема) 20-23, и потенциальных помех от электро-активные аналитов в сложных биологических образцах (например, крови и слюне). Дальнейшие исследования этих эффектов приведет принципов для точного изготовления и эксплуатации этих устройств в воспроизводимым образом, что бы улучшить их общую производительность.

Обнаружение ДНК гибридизации широко используется для диагностики генетических заболеваний 24,25 и различные формы Канкунеэ 26. Каждый год, множество штаммов гриппа выявлены у пациентов, использующих результаты методами гибридизации ДНК 27. Вирус гриппа в одиночку приходится 36000 случаев смерти в год в Соединенных Штатах 28. Такие примеры могут извлечь выгоду из настольного микрожидкостных устройств, которые могут выполнять те же методы анализа, как планшет-ридера или гель сдвига анализа с низким объемом образца и на долю от стоимости без ущерба чувствительности или специфичности. В связи с многих преимуществ этикетки без электрохимической зондирования, это широко используется для обнаружения гибридизации ДНК событий 29,30. Установки, где макромасштабе электроды (в миллиметровом диапазоне) погружают в стаканы с раствором интерес, могут быть использованы для обеспечения очень чувствительные данные, касающиеся связывания кинетики одноцепочечных ДНК-последовательностей в их соответствующих комплементарных последовательностей. В последнее время было несколько достижений в включения электрохимического зондирования в MICRofluidics для гибридизации ДНК. Исследования проводились в отношении гибридизации кинетики 31 и интеграции датчиков для обнаружения 15 в микроканалов. Тем не менее, все еще существует потребность в быстром высокой пропускной микрофлюидного устройства, которое может анализировать ДНК-гибридизации события параллельно без необходимости выполнения сложных операций подготовки образца.

Устройство представлено в этой работе предоставляет платформу, которая позволяет несколько взаимодействия пройти обследование параллельно и без сложных процедуры подготовки пробы. Наш протокол представляет, как Микрожидкостных основе электрохимических биочипы микроизготовленном с микро-электромеханических систем (МЭМС) технологии 32,33. Опишем процесс изготовления как микрожидкостной чипа, изготовленного из полидиметилсилоксана (PDMS), и электрохимического чип, состоящий из массива электродов. Химический функционализацию биочипа с оцДНК зондов также рассматривается. И, наконец, Абилность биосенсора специально обнаружить и проанализировать оцДНК цели демонстрируется. В целом, Микрожидкостных на основе электрохимического биочип представляет собой быстрый и анализ высокой пропускной техники. Он может быть использован для исследования взаимодействия между биологическими молекулами и проводящих преобразователей, и может быть использовано в различных лаборатория-на-чипе приложений.

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Протокол

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

1 микротехнологий из Микрожидкостных Chip

  1. Подготовьте Электрохимический Chip
    1. Шаблон Золото Электроды
      1. Промыть пустой 4 '' кремниевой пластины (качество высшего сорта) с ацетоном, метанолом и изопропанола ("AMI" чистый). Промыть изопропанол от пластины с деионизированной водой (DI) с последующей сушкой с Н 2 пистолета.
      2. Вырастить толстый SiO 2 пассивирующий слой с плазменно-химического осаждения паров (PECVD) инструмента 1 мкм. Внесите 200 толстым слоем хрома с последующим 2000 толстым слоем золота с напылением инструмента постоянного тока.
      3. Спин "PR1" позитивного фоторезиста (параметры прядения: 3000 оборотов в минуту, 1000 об / сек, 30 сек), чтобы создать однородную пленку ~ 1,6 мкм. Предварительно испеките пластины в течение 1 мин при 100 ° С на горячей плите.
      4. Expose пластину с 190 мДж / см 2 при 405 нм длины волны через фотошаблон. Разработка пластину на 30 сек в 352 разработчикаeloper и промойте пластину с DI и сухой с N 2 пистолета.
      5. Etch золото с золотом травителя в течение 1,5 мин. Протравите хром с хрома травителя для ~ 30 сек. Промыть пластины с DI и насухо N 2 пистолета.
      6. Снимите фоторезиста с "AMI" чистой процедуры.
        ПРИМЕЧАНИЕ: сильный окислитель И взрывоопасных.
      7. Очистите пластины с 4: 1 H 2 SO 4: H 2 O 2 смеси ("Piranha" чистый) в течение 1 мин. Промыть пластины с DI и насухо N 2 пистолета.
    2. Pattern платиновые электроды
      1. Спин "PR2" позитивного фоторезиста (параметры прядения: 3000 оборотов в минуту, 1000 об / сек, 30 сек), чтобы создать однородную пленку ~ 1,4 мкм. Предварительно испеките пластины в течение 1 мин при 100 ° С на горячей плите.
      2. Expose пластину с 30 мДж / см 2 при 405 нм длины волны через фотошаблон. Выпекать пластины в течение 45 сек при 125 ° С на горячей плите. Наводнение подвергайтевафельные с 1000 мДж / см 2 при длине волны 405 нм без фотошаблон. Разработка пластину в течение 2 мин в 6: 1 AZ400K разработчика и промойте пластину с DI и насухо N 2 пистолета.
      3. Внесите 400 толстым слоем титана с последующим 1600 толстым слоем платины, используя систему испарения E-луча.
      4. Лифт с фоторезиста в ацетон ультразвуком в течение 5 мин с последующим промыванием ацетоном и изопропанол. Промыть пластины с DI и насухо N 2 пистолета.
  2. Подготовьте Assay Каналы
    1. Подготовьте Mold для анализа каналов
      1. Промыть пустой 4 '' кремниевой пластины (класс качества тест) с "AMI" чистой процедуры. Промыть изопропанол от пластины с ди последующей сушкой с Н 2 пистолета.
      2. Спин "PR3" негативного фоторезиста (2-ступенчатые параметры прядения:. Шаг один - 600 оборотов в минуту, 120 об / сек, 10 сек Шаг второй - 1150 оборотов в минуту, 383 оборотов в минуту / сек,27 секунд), чтобы создать равномерную пленку толщиной ~ 100 мкм. Предварительно испеките пластины на горячей плите (2-ступенчатых параметров выпечки:. Шаге - нарастить от комнатной температуры до 65 ° С при 300 ° С / ч и удерживайте температуру в течение 10 мин Шаг 2 - нарастить до 95 ° С при 300 ° С / ч и температура удержания в течение 30 мин).
      3. Expose пластину с 2500 мДж / см 2 при 405 нм длины волны через фотошаблон. Сообщение-печь пластины расти до 95 ° С при 300 ° С / ч и удерживайте температуру в течение 10 мин на горячей плите. Разработка пластину в течение 10 мин в пропиленгликольмонометиловый Эфир ацетат (PGMEA) разработчика. Промыть пластины с изопропанола и сухой с N 2 пистолета.
    2. Изготовление Assay Каналы
      1. Подготовка 10: 1 полидиметилсилоксан (PDMS) смесь (20 г эластомера, 2 г отвердителя) и полностью дегазировать в вакуумной камере в течение 20 мин.
      2. Определить корпуса вокруг пресс-формы пластины с алюминиевой фольгой и медленно залить неотвержденная PDMSна пресс-форме.
      3. Печь пресс-формы с PDMS в камерной печи (2-параметров стадии обжига:. Шаг первый - 5 мин Повышение от комнатной температуры до 80 ° С Шаг 2 - выдержка при 80 ° С в течение 17 мин).
      4. Удаляйте PDMS от формы и места на алюминиевую фольгу. Вырезать анализа чипы с хирурга ножом, определить отверстия инструмента биопсия штамповки.

2 Соберите устройство

  1. Вручную выровнять каналы PDMS Проба с рабочих электродов на электрохимической чипа. ПДМС прилипает и к электрохимическому чипа, герметизации каналов и предотвращении утечки.
  2. Подключите гибкий шланг (OD 0,087 '' и ID 0,015 '') для пластиковых локоть или прямой разъем, используя короткий гибкую трубку в качестве адаптера (OD 0,1875 '' и ID 0,0625 ''). Прикрепите разъемы для каждого из отверстий перфорированная вводов в устройстве.
  3. Подключите шприц на другом концетрубки и поместить шприц в шприцевой насос. Поочередно изменить набор шприц, тюбик, и разъем в соответствии с требуемой шаге процедуры в разделе 3, и ее соответствующего решения.

3 Анализ ДНК гибридизации

Примечание: Ввести каждый раствор медленно в канал со скоростью потока 200 мкл / ч до тех пор, пока весь канал заполнен.

  1. Функционализации каждый вертикальный микроканал с другой последовательности оцДНК зонда (выполнить параллельно с 3 отдельных вертикальных микроканалов):
    1. Заполните каждый микроканал с другом оцДНК-зонд инкубации раствора (10 мМ фосфатный буфер, 100 мМ NaCl, 10 мкМ трис (2-карбоксиэтил) фосфин (ТСЕР), и 1 мкМ зонда оцДНК), и инкубируют в течение 1 ч с последующей промывкой микроканала с PBS.
    2. Заполните микроканала с раствором, содержащим 1 мМ 6-меркапто-1-гексанола (MCH) в буфере 10 мМ PBS, 100 мМ NaCl и 1,395 мМ TCEP, и INCUБАТЭ в течение 1 ч с последующей промывкой микроканала с PBS.
  2. Снимите PDMS, поворачивается на 90 ° в горизонтальной ориентации, и поместите вниз, чтобы выставить отдельные ряды реакционных камер с каждой строкой, содержащей уникальный счетчик и электрод сравнения (Рисунок S1).
  3. Заполните микроканалы с измерительной контроль решения 4x сосредоточены цитрат солевой натрия (SSC) буфер, и выдержать в течение 20 мин.
  4. Измерение фона: Заполните микроканалов с 5 мМ феррицианид / 5 мМ ферроцианида в растворе PBS и запишите значения импеданса электрохимической системы для разных частот (электрохимический спектроскопии импеданса; EIS), используя потенциостате подключенный к рабочей, счетчик, и электроды ( EIS параметры: диапазон частот от 1 МГц до 0,1 Гц, 10 баллов частота данных на одно десятилетие, 25 мВ амплитуды, 5 мВ поляризационные сравнению с электродом сравнения). Повторите это измерение для каждого рабочего электрода в микроканалов.
  5. Измерьте гибридизации ДНК (выполнить для каждого некомплементарной и комплементарной мишени оцДНК).
    1. Заполните микроканалы с целевой измерения раствора оцДНК 4х концентрируют SSC буфера, содержащего 1 мкМ оцДНК-мишени, и инкубируют в течение 20 мин. Измерьте ДНК согласно шагу 3.4.

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Результаты

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

Управляемым и точный производственный процесс для экспериментального устройства имеет важное значение в исследовании. Это позволяет исследователям получить воспроизводимые и высокие эксперименты пропускной. Вот мы продемонстрировали высокую доходность, процесс микротехнологий высокая воспроизводимость микрофлюидном основе электрохимического биочипа (рис 1). С низким отказов, несколько устройств показали проблемы склеивания, которые приводят к утечке раствора. Чтобы подтвердить электрохимическую активнос...

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Обсуждение

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

Наши процедуры демонстрируют изготовление микрофлюидном основе электрохимического биочипа и его использование для анализа гибридизации ДНК событий. Через высоким выходом контролируется процесс микроструктур мы разработать устройство, состоящий из микромасштабных каналов интегрированных с массивом электрохимических преобразователей. Мы разработали контролируемых параметров обработки для процедуры фотолитографии электрохимического чипа и микрожидкостной форму канала с помощью интерактивного подхода. Эти шаги обеспечивают ...

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Раскрытие информации

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

Авторы не имеют ничего раскрывать.

Благодарности

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

Авторы признают Robert W. Deutsch Foundation, обороны от угроз Агентство редукции (DTRA) и Национальный научный фонд Emerging Frontiers в исследования и инновации (Efri) за финансовую поддержку. Авторы также благодарят Мэриленд наноцентра и его Fablab для поддержки чистых помещений объекта.

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Материалы

Список материалов, использованных в этой статье
ИмяКомпанияКаталожный номерКомментарии
4'' Силиконовая пластинаUltrasil4-5664Односторонняя полировка; Дырочный; Бор легирован; Ориентация 1-0-0; Толщина 500 мкм; Сопротивление 10-20 Ом и миддот; см
Шипли 1813 фоторезист ("PR1")Микрохимпозитивный фоторезист
AZ5214 фоторезист ("PR2")Хохст Целанспозитивный фоторезист
SU-8 50 фоторезист ("PR3")Микрохимнегативный фоторезист
Золото травлениеTranseneTFAБез разбавления
Хромовый травлениеTransene1020ACБез разбавления
PDMS эластомерDow Corning3097366 1004
PDMS ОтвердительDow Corning3097358 1004
Инструмент для пробивки биопсийHealthlinkBP20
Tygon гибкие трубкиCole Parmer R 36030.015"
Tygon гибкий адаптерCole Parmer 06417-410,0625"
1 мл шприцBeckton-Dickenson301025
Одноосновной фосфат калияFluka1551139
Фосфат калия двухосновной безводныйSigmaRES20765-A7
Sodium chlorideSigma-AldrichS7653
трис(2-карбоксиэтил)фосфинAldrichC4706
6-меркапто-1-гексанолОлдрич451088
20x концентрированный физиологический раствор-цитратнатрия буфер Sigma93017
Гексацианоферрат калия(III)Олдрич455946
Комплементарная ssDNA #1Integrated DNA Technologies (IDT)100 нмоль ДНК олиго5'-GGGACGTCCACGGAGCGCTA
TCGGAGCTTT-3'
Мишень ssDNA #2Integrated DNA Technologies (IDT)100 нмоль ДНК олиго5'-/5ThioMC6-D/ACGCGTCAGGTCATTGACGA
ATCGATGAGT-3'
Комплементарная одноцеполевая ДНК #2Integrated DNA Technologies (IDT)100 нмоль ДНК олиго5'-ACTCATCGATTCGTCAATGA
CCTGACCCGT-3'
Мишень ssDNA #3Integrated DNA Technologies (IDT)100 нмоль ДНК олиго5'-/5ThioMC6-D/ACCTAGATCCAGTAGTTAGA
CCCATGATGA-3'
Комплементарная одноцессочная ДНК #3Integrated DNA Technologies (IDT)100 нмоль ДНК олиго5'-TCATCATGGGTCTAACTACT
GGATCTAGGT-3'
Instrument
Plasma Enhanced Chemical Deposition (PECVD)Oxford InstrumentsPlasmaLab System 100Давление в камере 1,000 mTorr, Tempreture 200 ° C, ВЧ мощность 20 Вт, газы: a) N2O расход 710 куб. см; б) композиция 5% SiH4 и 95% N2 расход газов 170 куб. см, SiO2 скорость роста 690 Å/мин.
Установка для напыления постоянного токаAJA InternationalATC 1800-VFor Chrome: Давление в камере 10 мТорр, расход аргона 20 куб. см, Потребляемая мощность постоянного тока 200 Вт, Скорость распыления 10 нм/мин. Для золота: Давление в камере 10 мТорр, расход аргона 20 куб. см, Потребляемая мощность постоянного тока 200 Вт, Скорость распыления 36 нм/мин.
Электронно-лучевая испарительная системаDentonCustom-builtДля титана: Давление в камере < 2 x 10-6 Torr, подаваемая мощность на e-gun 7,5 кВт, ток нити накала 150-200 мА, скорость испарения 6-10 Å/сек. Для платины: давление в камере < 2 x 10-6 Torr, Подаваемая мощность на e-gun 7,5 кВт, Ток нити накала 150-200 мА, Скорость испарения 2-3 Å/сек.
ПотенциостатCH Instruments660D
Шприцевой насосKD ScientificKDS230

Ссылки

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Hong, J., Edel, J. B., deMello, A. J. Micro- and nanofluidic systems for high-throughput biological screening. Drug Discov. Today. 14, 134-146 (2009).
  2. Sun, Y., Kwok, Y. C. Polymeric microfluidic system for DNA analysis. Anal. Chim. Acta. 556, 80-96 (2006).
  3. Xu, Y., Yang, X., Wang, E. Review: aptamers in microfluidic chips. Anal. Chim. Acta. 683, 12-20 (2010).
  4. Yang, W., Woolley, A. T. Integrated multiprocess microfluidic systems for automating analysis. J. Lab. Automat. 15, 198-209 (2010).
  5. Gervais, T., Jensen, K. F. Mass transport and surface reactions in microfluidic systems. Chem. Eng. Sci. 61, 1102-1121 (2006).
  6. Song, H., Ismagilov, R. F. Millisecond kinetics on a microfluidic chip using nanoliters of reagents. J. Am. Chem. Soc. 125, 14613-14619 (2003).
  7. Jiang, H., Weng, X. A., Li, D. Q. Microfluidic whole-blood immunoassays. Microfluid. Nanofluid. 10, 941-964 (2011).
  8. Dutse, S. W., Yusof, N. A. Microfluidics-based lab-on-chip systems in DNA-based biosensing: an overview. Sensors. 11, 5754-5768 (2011).
  9. Dittrich, P. S., Manz, A. Lab-on-a-chip: microfluidics in drug discovery. Nat. Rev. Drug Discov. 5, 210-218 (2006).
  10. Craighead, H. Future lab-on-a-chip technologies for interrogating individual molecules. Nature. 442, 387-393 (2006).
  11. Hunt, H. K., Armani, A. M. Label-free biological and chemical sensors. Nanoscale. 2, 1544-1559 (2010).
  12. Dukkipati, V. R., Pang, S. W. Integrated microfluidic system for DNA analysis. IEEE-NANO 2006. Sixth IEEE Conference on Nanotechnology. 1, 162-165 (2006).
  13. Fang, T. H., et al. Real-time PCR microfluidic devices with concurrent electrochemical detection. Biosens. Bioelectron. 24, 2131-2136 (2009).
  14. Pavlovic, E., et al. Microfluidic device architecture for electrochemical patterning and detection of multiple DNA sequences. Langmuir. 24, 1102-1107 (2008).
  15. Xu, X., Zhang, S., Chen, H., Kong, J. Integration of electrochemistry in micro-total analysis systems for biochemical assays: recent developments. Talanta. 80, 8-18 (2009).
  16. Cai, H., Lee, T. M. -H., Hsing, I. M. Label-free protein recognition using an aptamer-based impedance measurement assay. Sensor. Actuat. B-Chem. 114, 433-437 (2006).
  17. Iliescu, C., Poenar, D. P., Carp, M., Loe, F. C. A Microfluidic device for impedance spectroscopy analysis of biological samples. Sensor. Actuat. B-Chem. 123, 168-176 (2007).
  18. Prakash, S. B., Abshire, P. Tracking cancer cell proliferation on a CMOS capacitance sensor chip. Biosens. Bioelectron. 23, 1449-1457 (2008).
  19. Yamaguchi, A., et al. Rapid fabrication of electrochemical enzyme sensor chip using polydimethylsiloxane microfluidic channel. Anal. Chim. Acta. 468, 143-152 (2002).
  20. Beebe, D. J., Mensing, G. A., Walker, G. M. Physics and applications of microfluidics in biology. Annu. Rev. Biomed. Eng. 4, 261-286 (2002).
  21. Mariella, R. Sample preparation: the weak link in microfluidics-based biodetection. Biomed. Microdevices. 10, 777-784 (2008).
  22. Bhushan, B. Springer handbook of nanotechnology. , 3rd ed, Springer. (2010).
  23. Ghallab, Y. H., Badawy, W. Lab-on-a-chip: Techniques, circuits, and biomedical applications. , Artech House. (2010).
  24. Chee, M., et al. Accessing genetic information with high-density DNA arrays. Science. 25, 610-614 (1996).
  25. Ma, K. -S., Zhou, H., Zoval, J., Madou, M. DNA hybridization detection by label free versus impedance amplifying label with impedance spectroscopy. Sensor. Actuat. B-Chem. 114, 58-64 (2006).
  26. Ito, T., Hosokawa, K., Maeda, M. Detection of single-base mismatch at distal end of DNA duplex by electrochemical impedance spectroscopy. Biosens. Bioelectron. 22, 1816-1819 (2007).
  27. Kao, L. T. -H., et al. Multiplexed detection and differentiation of the DNA strains for influenza A (H1N1 2009) using a silicon-based microfluidic system. Biosens. Bioelectron. 26, 2006-2011 (2011).
  28. Li, J., Chen, S., Evans, D. H. Typing and subtyping influenza virus using DNA microarrays and multiplex reverse transcriptase PCR. J. Clin. Microbiol. 39, 696-704 (2001).
  29. Gautier, C., et al. Hybridization-induced interfacial changes detected by non-faradaic impedimetric measurements compared to faradaic approach. J. Electroanal. Chem. 610, 227-233 (2007).
  30. Ma, Y., Jiao, K., Yang, T., Sun, D. Sensitive PAT gene sequence detection by nano-SiO2/p-aminothiophenol self-assembled films DNA electrochemical biosensor based on impedance measurement. Sensor. Actuat. B-Chem. 131, 565-571 (2008).
  31. Kim, J. H. -S., Marafie, A., Jia, X. -Y., Zoval, J. V., Madou, M. J. Characterization of DNA hybridization kinetics in a microfluidic flow channel. Sensor. Actuat. B-Chem. 113, 281-289 (2006).
  32. Dykstra, P. H., Roy, V., Byrd, C., Bentley, W. E., Ghodssi, R. Microfluidic electrochemical sensor array for characterizing protein interactions with various functionalized surfaces. Anal. Chem. 83, 5920-5927 (2011).
  33. Ben-Yoav, H., Dykstra, P. H., Bentley, W. E., Ghodssi, R. A Microfluidic-based electrochemical biochip for label-free diffusion-restricted DNA hybridization analysis. Biosens. Bioelectron. 38, 114-120 (2012).
  34. Wink, T., van Zuilen, S. J., Bult, A., van Bennekom, W. P. Self-assembled monolayers for biosensors. Analyst. 122, 43R-50R (1997).
  35. McEwen, G. D., Chen, F., Zhou, A. Immobilization, hybridization, and oxidation of synthetic DNA on gold surface: Electron transfer investigated by electrochemistry and scanning tunneling microscopy. Anal. Chim. Acta. 643, 26-37 (2009).
  36. Arinaga, K., Rant, U., Tornow, M., Fujita, S., Abstreiter, G., Yokoyama, N. The role of surface charging during the coadsorption of mercaptohexanol to DNA layers on gold: Direct observation of desorption and layer reorientation. Langmuir. 22, 5560-5562 (2006).
  37. Katz, E., Willner, I. Probing biomolecular interactions at conductive and semiconductive surfaces by impedance spectroscopy: Routes to impedimetric immunosensors, DNA-sensors, and enzyme biosensors. Electroanalysis. 15, 913-947 (2003).

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Перепечатки и разрешения

Запросить разрешение на повторное использование текста или иллюстраций этой статьи JoVE

Запросить разрешение

Теги

Похожие статьи