Abstract
Tidlig påvisning er nøkkelen til vellykket behandling av de fleste sykdommer, og er spesielt viktig for diagnostisering og behandling av mange typer kreft. De mest vanlige teknikker benyttes er tenkelig modaliteter som Magnetic Resonance Imaging (MRI), Positron Emission Topografi (PET), og computertomografi Topografi (CT) og er optimal for å forstå den fysiske strukturen av sykdommen, men kan kun utføres én gang hver fjerde til seks uker på grunn av bruk av kontrastmidler og totalkostnad. Med dette i bakhodet, utvikling av "point of care" teknikker, slik som biosensorer, som evaluerer den fasen av sykdom og / eller effekt av behandling i behandlerens kontor og gjøre det på en riktig måte, ville revolusjonere behandlingsprotokoller. 1 som et middel for å utforske ferrocen basert biosensorer for påvisning av biologisk relevante molekyler 2, ble metoder utviklet for å produsere ferrocen-biotin bio-konjugater som er beskrevet her. Denne rapporten vil fokusere på en biotin-ferrocen-cystein system som kan bli immobilisert på en gulloverflate.
Introduction
Biosensorer er små enheter som benytter biomolekylære anerkjennelse teknologi som plattform for selektiv analyse og benyttes for deres spesifisitet, hastighet og lave kostnader. Elektrokjemiske biosensorer for påvisning av biomolekyler er i forkant av dette feltet på grunn av sin enkelhet, kostnadseffektivitet, og høy følsomhet. 1,3 Den generelle anatomi av disse sensorene er en elektrode utstyrt med en anerkjennelse molekyl spesifikt for biologisk markør av interesse . Binding av biomarkør av erkjennelsen molekylet resulterer i en lokal endring av potensialet eller strøm som kan påvises ved en enkel måling. Hittil anerkjennelse delen kan variere fra enzymer, 4-8 antistoffer, 9-12 hele celler, 13-16 reseptorer, 17-20 peptider 21-23 og DNA-24 og har i stor grad fokusert på større, biologiske molekyler. 25-28 Forskning innsats i denne arenaen har hovedsakelig konsentrert på immunosensors Where et immunoglobulin er immobilisert med en redoks-aktiv kjerne (slik som ferrocen) og brukes til å påvise et antistoff av interesse. Disse studiene har vært ekskludert fra kliniske applikasjoner på grunn av dårlig presisjon og tidsforbruk som stammer fra de komplikasjoner som følge av bruk av antigen / antistoff. 1,3 Økende oppmerksomhet har fokusert på deteksjon av små molekyler (mindre enn 1 kg / mol) av biomedisinsk , mat og miljø interesse i tillegg til nasjonal sikkerhet. 29 De mest kjente eksemplene på biosensor enheter er selvtest glukose skjermer, som har skjermen trykkes enzym elektroder koblet til en lomme-størrelse amperometrisk meter. Disse systemene benytter vanligvis en kolometrisk metode, hvor den totale mengden av ladning som genereres av glukose oksidasjonsreaksjonen måles over en tidsperiode. Salgbare enheter må være bærbar, robust og håndholdt å gjøre bruk lettvinte for befolkningen for øvrig.
Redox koder som ferrocentilsats er necessary for å gi den elektrokjemiske deteksjon av biomarkører eller små molekyler i løsning som de fleste biomarkører er ikke egentlig elektrokjemisk aktive. 30-38 Ferrocene er en organometallisk molekyl som er en gullstandard for elektrokjemi, noe som gjør det til et utmerket valg for integrering i elektrokjemiske biosensorer. Ferrocene baserte redokse arter har allerede fått stor oppmerksomhet på grunn av sin lille størrelse, god stabilitet, praktisk syntetisk tilgang, enkel kjemisk modifisering, relativ lipofilitet, og enkel Redox tuning. 3,30-42 Små molekyler basert på ferrocen kjerne har blitt brukt mye som detektorer av metallioner og små molekyler. 32-38,43 Systems målretting større arter som biomolekyler har brukt å feste store antistoffer eller immunglobuliner til ferrocene derivater som er innebygd på en elektrokjemisk overflate. 1,3,39 , 44 I hvert tilfelle er potensialet og strømmen intensity til Fe III / Fe-II-redoks-par ble endret ved molekylær kobling, og dermed produsere en ny spektroskopisk håndtak som indikerer tilstedeværelse av analytten molekylet. Denne endringen oppstår fra den omfattende overlapping som oppstår mellom pi-system av syklopentadienyl-ringer og jern d-orbitaler. Hvis pi-systemet blir endret, dvs. derivatisert eller omsatt, deretter orbital interaksjonen vil, i sin tur, endring. Dette vil påvirke Fe kjernen og kan observeres som en endring i potensialet av Fe III / Fe-II-par. 40,45,46 Disse egenskapene gjør et slikt system attraktiv for bruk som en kvantifisering middel i en elektrokjemisk immunologisk eller biosensor.
For å frem ferrocen holdige systemer som er spesifikke for biosensor kapasiteter er det optimalt å modifisere en Cp-ring med bio-reseptoren spesifikk for et målmolekyl, og benytte den andre Cp-ringen som molekyl fortøyningen til den elektrokjemiske avlesning eller elekroden (Figur 1). Syntese av disse asymmetriske ferrocen-derivater er utfordret av sidereaksjoner og dannelse av dimere og polymere arter dannet ved intermolekylær kryssbinding. 47 Imidlertid er koplingskjemi fremstilling av en amidbinding den mest direkte vei for å tilveiebringe enkle derivater av ferrocen involverer biologiske komponenter slike som peptider og deres metabolitter. Derfor kan fastfaseteknikker først utviklet i 1950 av Merrifield for peptidsyntese påføres på metallorganiske forbindelser som inneholder ferrocen. Gjennom bruk av den ortogonalt substituert 1'-Fmoc-amino-ferrocen-1-karboksylsyre-molekyl, en ferrocen-system som kan inneholde en reseptor-del (biotin), elektrokjemisk avlesning (ferrocen), og immobiliserende-sammenkoblende komponent (cystein) har blitt konstruert og beskrevet heri. Syntesen av denne bio-konjugat er omtalt, så vel som bevis for immobilisering på en gulloverflate. Dette arbeidet representantenets første presentasjon av et system bestående av biotin, ferrocen og en aminosyre etter immobilisering på en gulloverflate.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
1. Syntese av biotin-Fc-cystein (1)
- Fastfase-metoder for å fremstille harpiks-bundet en.
- Plasser biotin lastet resin (250 mg, 0,145 mmol) i en frittet sprøyte og svelle harpiksen ved å tegne opp dimetylformamid (5 ml) og risting av sprøyten på en laboratorierister i 20 min. Utdriving av oppløsningen og gjenta dimetylformamid svelling en gang til.
- Fjern den Fmoc-beskyttende gruppe ved tilsetning av 4-6 ml 20% piperidin i dimetylformamid i sprøyten, etterfulgt av 10-15 min av risting. Gjenta prosessen avbeskyttelse med ytterligere 4-6 ml piperidin. Vask harpiksen med en sekvens av 3x dimetylformamid, 3 x dimetylformamid: metanol (1: 1), 3x metanol: diklormetan (1: 1), 3x diklormetan, ~ 5 ml hver. Gjør en ninhydrin-test (+) på et lite utvalg (~ 10) av perlene for å bekrefte vellykket avbeskyttelse av tilstedeværelsen av blå ved oppvarming.
- Blande en løsning inneholdende 1'-Fmoc-amino-ferrocen-1-karboksylsyre(203,3 mg, 0,4350 mmol), 1-hydroksybenzotriazolhydrat (58,8 mg, 0,413 mmol), diisopropyl karbodiimid (0,0673 ml, 0,435 mmol), diisopropyletylamin (0,0757 ml, 0,435 mmol), og en 4: 1 blanding av diklormetan og dimetylformamid. Trekke dette inn i frittet sprøyte og rist på en lab shaker i 6 t. Deretter utdriving av oppløsningen fra sprøyten og vask, som beskrevet tidligere.
- Utfør ninhydrin test (-) som beskrevet ovenfor for å bekrefte kopling. Den ninhydrin-test kan likevel være nyttig i å bekrefte kopling til tross for den oransje fargen på vulsten avledet fra bindingen av den jernholdige del.
- Deretter fjerne Fmoc-gruppen ved tilsetning av 20% piperidin i dimetylformamid og vasket som beskrevet ovenfor. Den ninhydrin-test (+) skal brukes for å bekrefte Fmoc fjerning.
- Fremstille en løsning sammensatt av Fmoc-Cys (Trt) -OH (254,8 mg, 0,4350 mmol), 1-hydroksybenzotriazolhydrat (58,8 mg, 0,4125 mmol), diisopropyl karbodiimid (0,0673 ml, 0,4350mmol), diisopropyletylamin (0,0757 ml, 0,4350 mmol), og en 4: 1 blanding av diklormetan og dimetylformamid. Legg dette cystein kopling cocktail den frittet sprøyte og rist i 6 t. Vask ved anvendelse av protokollen beskrevet tidligere.
- Bekrefte kopling ved hjelp av ninhydrin-testen (-), etterfulgt av fjerning av Fmoc-komponenten med 20% piperidin og vasking. Verifisere den frie terminal amin ved anvendelse av ninhydrin-test (+).
- Spalting av en fra harpiksen.
- Lag en løsning av TFA (9,45 ml), vann (0,25 ml), 1,2-Etanditiol (0,25 ml), og triisopropyl silan (0,1 ml), legge den til sprøyten og rist forsiktig i 4 timer.
- Samle den resulterende rødbrune oppløsning i et Eppendorf-rør og fordamp TFA langsomt ved hjelp av en strøm av luft.
- Legg kald dietyleter (~ 15 ml) til Eppendorf-rør for å felle ut en, som skal danne forsiktig omrøring. Isoler produktet via sentrifugering (1 g, 5 min). Thøne gjentatte sykluser av dietyleter vask (~ 60 ml totalt) og sentrifuger for å oppnå en som et rødt / brunt, fast stoff.
2. Karakterisering og analyse av ett
- Bekrefte at identiteten tilsvarer tilkobling og sammensetning som er vist i figur 2 ved hjelp av en H (16 skanner) og 13C NMR (512 skanninger) i deuterert metanol (300 ul) og ESI-MS-analyse.
Forvente følgende resultater:
1H NMR-spektrum (CD3OD) δ / ppm: 1,407 til 1,684 (m, 6H), 2,245 (t, 2H), 2,665 til 3,150 (m, 12H), 4,015 (t, 1H), 4,104 (d, 2H ), 4,274 (q, 1H), 4,426 (d, 2H), 4,479 (q, 1H), 4,595 (t, 1H), og 13C NMR-spektrum (CD3OD) δ / ppm: 24,644 (CH2), 25,472 (CH 2), 28,051 (CH 2), 28,300 (CH 2), 35,474 (CH 2), 38,698 (CH 2), 39,241 (CH 2), 39,717 (CH2), 55,340 / 55,538 (Cp-ring), 60,286 (CH), 61,964 (CH), 62,521 / 62,821 (Cp-ring), 66,038 / 66,170 (Cp-ring), 69,153 / 69,328 (Cp-ring), 71,468 / 71,593 (Cp-ring), 76,466 (CH), 171,770 (C = O), 175,361 (C = O).
ESI-MS (m / z): Funnet: 639,00 [1 + Na] +, Teoretisk: 639,1 [1 + Na] + og HR-MS (m / z): Funnet: 617,2049 [1 + H] +, Teoretisk: 617.1622 [1 + H] +. - Utføre HPLC, elementanalyse for å bekrefte sammensetningen av en isolert.
Gjennomføre HPLC-kromatogrammene ved hjelp av en C8-reversfase-kolonne med 100% MeOH ved en strømningshastighet på 0,5 ml / min. Merk: HPLC retensjonstidene var: 3,198 til 4,674 min.
3. Immobilisering av en på en Gold Surface
- Cut polymer støttet gull lysbilder i firkanter av ~ 0,25 i to.
- Fylle et 50 ml begerglass med en DI-vann oppløsning av 1 (~ 1 mm).
- Legg gullet skyv til beger og dekk med et urglass. Altow glass-slide å ruge O / N ved RT uten omrøring.
- Fjern gullet lysbilde fra løsningen og la det tørke i luft.
- Skaffe skanning elektronmikroskopi bilder ved hjelp av en scanning elektronmikroskop (eller tilsvarende) for å observere immobilisert en.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
Harpiksen bundet form av en er vist i figur 2. Den kovalente binding av ferrocen komponent gir opphav til en oransje farge i harpiksperlene som er vedvarende med kontinuerlig vasking og indikativ for en immobilisert jernholdige kompleks i motsetning til jern absorpsjon av PEG-komponenten i harpiksperle. Harpiksen frie form av en identisk i fargen til harpikskulene. Etter fjerning av forbindelsen fra den harpiksperler, er renheten og utbytte (68%) som følge av de metoder langt overlegne i forhold til vanlig løsning metodikk. Elementanalyse av produktet viste at 1 ble isolert som TFA-saltet: Beregnet (funnet) for C 26 H 36 fen 6 O 4 S 2 4TFA: C, 38,07 (38,90); H, 3.76 (4.20); N, 7,83 (7,70). Det resulterende utbytte (105,1 mg, 68%) fra en typisk reaksjon er basert på resultatene av elementanalysen. NMR-analyse i deuterisert metanol provided 1H NMR-spektrum (CD3OD) δ / ppm: 1,407 til 1,684 (m, 6H), 2,245 (t, 2H), 2,665 til 3,150 (m, 12H), 4,015 (t, 1H), 4,104 (d, 2H), 4,274 (q, 1H), 4,426 (d, 2H), 4,479 (q, 1H), 4,595 (t, 1 H), og 13C NMR-spektrum (CD3OD) δ / ppm: 24,644 (CH2), 25,472 (CH 2), 28,051 (CH 2), 28,300 (CH 2), 35,474 (CH 2), 38,698 (CH 2), 39,241 (CH 2), 39,717 (CH2), 55,340 / 55,538 (Cp-ring) , 60,286 (CH), 61,964 (CH), 62,521 / 62,821 (Cp-ring), 66,038 / 66,170 (Cp-ring), 69,153 / 69,328 (Cp-ring), 71,468 / 71,593 (Cp-ring), 76,466 (CH ), 171,770 (C = O), 175,361 (C = O). HPLC retensjonstider var: 3,198 til 4,674 min. De multiple topper observert i HPLC-analyse ble det bekreftet å være TFA-salter av en som ovenfor beskrevet ved hjelp av elementanalyse. Massespektrometri korrelert til strukturen vist i figur 2: ESI-MS (m / z): Funnet: 639,00 [1 + Na] +,Teoretisk: 639,1 [1 + Na] + og HR-MS (m / z): Funnet: 617,2049 [1 + H] +, teoretisk: 617,1622 [1 + H] +. Elektroniske absorpsjons- spektra ble oppnådd i vann og viste λ max (ε, M -1 cm -1) 268 (4,779.8), 434 (324,26).
De metoder som brukes for å inkubere en liten gull lysbilde i en oppløsning av biokonjugatet 1 er representert i den skjematiske tegningen i Figur 3. Et tynt lag av gull tilbake med polymermaterialet ble tilsatt til en oppløsning av 1 og inkubert O / N. Gullet lysbilde ble deretter vasket med avionisert vann og fikk tørke. Samtidig, en gull lysbilde ble ko-inkubert i DI vann og vasket på samme måte. SEM bilder av de to prøver, er vist i figur 4, viste at overflaten av gull glide co-inkubert med 1 ble modifisert. Dette indikerer attiolat interaksjoner av en tilveiebringe et anker for fastgjøring til gulloverflaten.
Figur 1. Innføring av en biosensor. Et spesifikt eksempel på en elektrokjemisk biosensor for direkte å detektere et mål i oppløsning.
Figur 2. Syntetiske metoder som brukes for å frem 1. De metoder som brukes for å inkubere en liten gull lysbilde i en oppløsning av biokonjugatet 1 er representert i den skjematiske tegningen i Figur 3. Et tynt lag av gull tilbake med polymermaterialet ble tilsatt til en oppløsning av 1 og inkubert O / N. Gullet lysbilde ble deretter vasket med avionisert vann og fikk tørke. Samtidig, en gull lysbilde ble ko-inkubert i DI vann og vasket på samme måte. SEM bilder av de to prøvene, Vist i figur 4, viste at overflaten av gull glide co-inkubert med 1 ble modifisert. Dette indikerer at tiolat interaksjoner av en tilveiebringe et anker for fastgjøring til gulloverflaten.
Figur 3. Skjematisk tegning som representerer immobilisering av en på en gull lysbilde. Fremgangsmåten innebærer å oppløse biokonjugatet i vann og tilsette gull lysbilde. Inkubasjon O / N er etterfulgt av vasking av raset. Analyse for vellykket immobilisering utføres under anvendelse av skanningelektronmikroskopi vist i figur 4.
Figur 4. SEM bilder av gull lagvis på en plast-polymerfilm. (A) ruge sans 1 og (B) following inkubasjon med en i vann O / N, og skylling med vann.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Syntesen av asymmetriske ferrocene derivater er utfordrende i løsningen. For eksempel har forsøk på å fremstille en i oppløsning resulterte i lave utbytter av det ønskede produkt (mindre enn 20%). Likeledes reaksjoner som anvender 1'-amino-ferrocen karboksylsyre (sans Fmoc) og harpiks bundet biotin resulterte i uoppløselig produkt i samsvar med den polymeriserte produkt er rapportert av Baristic et al. og minimal produkt. 47 Dette blir ytterligere komplisert ved ferrocen og dets derivater er lysfølsomme, og at de amino-kongenere er tilbøyelige til å dimerisere i oppløsning. Disse problemene gjør omfattende reaksjoner og workups utfordrende. Men denne reaktivitet kan omgås ved hjelp av fastfasemetoder først utviklet av Merrifield for syntese av peptider. Syntesen av ferrocene-peptid systemer har fått oppmerksomhet av flere grupper, og har ført til et bibliotek av asymmetriske peptid-ferrocene systemer. 46,48-52 Arbeidetbeskrevet heri beskriver syntesen av den første asymmetriske ferrocen bio-konjugater som inneholder biotin-ferrocen-cystein. Denne forbindelsen virker som en modell hvor andre lavmolekylære reseptorer kan betraktes for deteksjon av biologisk relevante molekyler. I dette arbeidet ble benyttet som en immobilisering tjore til en gull overflate.
Den første fase av syntesen var å oppnå et immobilisert biotin kjerne på en solid-state-harpiks ved hjelp av et amin-basert linker. N -Biotin- N 'Fmoc-etylenharpiks kan kjøpes kommersielt som Biotin NovaTag Resin og ble brukt som grunnlag av bio-konjugat 1. Fmoc-amino-beskyttende gruppe ble fjernet ved anvendelse av en 20% løsning av piperidin i dimetylformamid og en positiv (blå) ninhydrin-test bekrefter vellykket avbeskyttelse. Det frie aminet av harpiks-bundet biotin ble så brukt til å forankre ferrocen ved hjelp av en koblings cocktail sammensatt av diisopropyletylamin,diisopropyl karbodiimid og 1-hydroksybenzotriazol-hydrat. 40,46 En rekke ferrocen forløpere er tilgjengelige for slike formål, og er ferrocen-karboksylsyre og 1'-Fmoc-amino-ferrocen karboksylsyre. Bruken av de tidligere system utbytter monosubstituerte bio-konjugater som har bare én av syklopentadienyl-ringene modifisert med biotin vedheng. Den sistnevnte ferrocen derivat består av ortogonale substitusjon av syklopentadienyl ringer med en karboksylsyre og en Fmoc-beskyttet aminogruppe. En slik substitusjon gir mulighet for lengre asymmetrisk modifikasjon av ferrocen kjernen slik at for separat modifikasjon av syklopentadienyl-ringene å produsere bio-konjugater som en. De lysegule perler forandret til en lys oransje fargetone ved vellykket kobling av ferrocen til biotin-harpikskjerne som vist i figur 2.
I neste fase av syntesen forskjellige linkere kunne festestil det frie aminet av den resinbundne ferrocen kongener. Ved anvendelsen av dette system, ble cystein anvendes som det er et tiolat holdig aminosyre. Den tiolat komponent tillater feste av bio-konjugat til en gulloverflate, som diskutert nedenfor. Modifisering med cystein satte ved omsetning av harpiks bundet system med Fmoc-Cys (MMT) -OH. Fjerning av Fmoc-gruppen med 20% piperidin i dimetylformamid gir de harpiks bundet former av en. Den harpiks-bundet bio-konjugat ble fjernet fra den faste bæreren ved spaltning av de bio-organometallisk systemer ved hjelp av en oppløsning av trifluoreddiksyre (TFA), vann og triisopropyl- silan. Inndamping av syreoppløsningen og tilsetning av kald dietyleter ga bio-konjugat 1 som et rød-oransje faststoff bestemt til å være TFA-saltet av 1 som bekreftes av elementær og NMR-analyse. Renheten ble bekreftet ved HPLC-analyse.
Å vise bevis på prinsipp forcystein komponent som gir et vedlegg tjore for bio-konjugat 1, deponering av en på en gull overflate ble utforsket. Den kjente Au-S affinitet muliggjør lettvint immobilisering av en på en polymer støttet gulloverflate. I dette eksperimentet, ble gulloverflaten rengjøres og forsiktig poleres. Sleiden ble deretter dyppet i en ~ 1 mM vannløsning av en og tillates å sette O / N. Au overflate ble deretter vasket med destillert vann og tørket med en Kimwipe. Gullet Glassene ble deretter evaluert for modifikasjon ved hjelp av SEM. Resultatene vist i figur 4 bilder er representative for et monolag av en etter å ha dannet på gulloverflaten. Ufullkommenhet i overflaten er antatt å være et resultat av "hull" i den monolayer av en og er under videre leting etter vår gruppe.
Totalt sett, de syntetiske metoder for å produsere ferrocene bioconjugates som kanimmobiliseres på en gulloverflate blir rapportert. Arbeidet er ny ved at syntese av asymmetriske ferrocen forbindelser er utfordret av en rekke sidereaksjoner som fører til lave utbytter og renhet. Som ferrocene-bioconjugates ligner en har programmer som potensielle biosensorer, overvinne disse syntetiske vanskelighetene er det viktigste. Ved å bruke fastfase metoder beslektet med fastfase-peptidsyntese, og et godt karakterisert biokonjugatet en som inneholder biotin-ferrocen-cystein blitt produsert. Videre SEM ble brukt til å vise at dette systemet er i stand til å holde seg til en gulloverflate takket være tiolat gruppe med cystein komponent. Samlet, kan Den enkle syntetisk metodikk gitt her enkelt modifiseres for peptidsekvenser og bio-konjugerte systemer for en rekke applikasjoner.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Acknowledgments
KG ble støttet av RA Welch Foundation stipend P-1760, TCU Andrews Institute of Mathematics & Science Education (til KG), TCU Forskning og kreativitet aktivitet Grant (til KG) og TCU SERC Grant (til JHS).
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Biotin Novatag Resin | NovaBiochem | 8550510001 | |
| TORVIQ 10 ml Luer Lock Fritted Syringe | Fisher | NC9299151 | |
| piperidine | Acros | P/3520/PB05 | |
| ninhydrin test | Sigma-Aldrich | 60017-1ea | |
| 1’-Fmoc-amino-ferrocene-1-carboxylic acid | Omm Scientific | Special Order | |
| N,N′-Diisopropylcarbodiimide | Sigma-Aldrich | D125407-5G | |
| Fmoc-Cys(Trt)-OH | Novabiochem | 8520080025 | |
| trifluoroacetic acid | Sigma-Aldrich | T5408 | |
| 1,2-ethanedithiol | Sigma-Aldrich | 2930 | |
| triisopropyl silane | Sigma-Aldrich | 233781 | |
| Eppendorf tubes (20 ml) | any source | ||
| methanol | any source | dry with molecular sieves prior to use & store in 100 ml media bottle for easy usage | |
| dichloromethane | any source | dry with molecular sieves prior to use & store in 100 ml media bottle for easy usage | |
| dimethylformamide | any source | dry with molecular sieves prior to use & store in 100 ml media bottle for easy usage | |
| centrifuge | any source |
References
- Wang, J. Electrochemical biosensors: towards point-of-care cancer diagnostics. Biosens Bioelectron. 21 (10), 1887-1892 (2006).
- Scarborough, J. H., Brusoski, K., Brewer, S., Green, K. N. Solid phase synthesis of ferrocene-biotin bioconjugates and reactivity with avidin. A paradigm for development of electrochemical biosensors. , Texas Christian University. Fort Worth, Texas. (2014).
- Zhang, S., Zheng, F., Wu, Z., Shen, G., Yu, R. Highly sensitive electrochemical detection of immunospecies based on combination of Fc label and PPD film/gold nanoparticle amplification. Biosens Bioelectron. 24 (1), 129-135 (2008).
- Gobi, K. V., Mizutani, F. Layer-by-layer construction of an active multilayer enzyme electrode applicable for direct amperometric determination of cholesterol. Sensors and Actuators. 80 (3), 272-277 (2001).
- Gobi, K. V., Mizutani, F. Amperometric detection of superoxide dismutase at cytochrome c-immobilized electrodes: Xanthine oxidase and ascorbate oxidase incorporated biopolymer membrane for in-vivo analysis. Analytical Sciences. 17 (1), 11-15 (2001).
- Gobi, K. V., Sato, Y., Mizutani, F. Mediatorless superoxide dismutase sensors using cytochrome c-modified electrodes: Xanthine oxidase incorporated polyion complex membrane for enhanced activity and in vivo analysis. Electroanalysis. 13 (5), 397-403 (2001).
- Shankaran, D. R., Uehara, N., Kato, T. A metal dispersed sol-gel biocomposite amperometric glucose biosensor. Biosensor.., & Bioelectronics. 18 (5-6), 721-728 (2003).
- Yamamoto, K., Xu, F., Shi, G. Y., Kato, T. On-line biosensor for detection of glucose, choline and glutamate simultaneously integrated with microseparation system. Journal of Pharmacological Sciences. 91, 211p-211 (2003).
- Luppa, P. B., Kaiser, T., Cuilleron, C. Y. Ligand-binding studies of sex hormone-binding globulin with 17alpha-dihydrotestosterone derivatives as ligands using a surface plasmon resonance biosensor. Clinical Chemistry. 47 (6), A9-A9 (2001).
- Luppa, P. B., Sokoll, L. J., Chan, D. W. Immunosensors - principles and applications to clinical chemistry. Clinica Chimica Acta. 314 (1-2), 1-26 (2001).
- Mallat, E., Barcelo, D., Barzen, C., Gauglitz, G., Abuknesha, R. Immunosensors for pesticide determination in natural waters. Trac-Trends in Analytical Chemistry. 20 (3), 124-132 (2001).
- Pemberton, R. M., Hart, J. P., Mottram, T. T. An electrochemical immunosensor for milk progesterone using a continuous flow system. Biosensor.., & Bioelectronics. 16 (9-12), 715-723 (2001).
- Pancrazio, J. J., Whelan, J. P., Borkholder, D. A., Ma, W., Stenger, D. A. Development and application of cell-based biosensors. Annals of Biomedical Engineering. 27 (6), 697-711 (1999).
- May, K. M. L., Wang, Y., Bachas, L. G., Anderson, K. W. Development of a whole-cell-based biosensor for detecting histamine as a model toxin. Analytical Chemistry. 76 (14), 4156-4161 (2004).
- Taylor, C. J., Bain, L. A., Richardson, D. J., Spiro, S., Russell, D. A. Construction of a whole-cell gene reporter for the fluorescent bioassay of nitrate. Analytical Biochemistry. 328 (1), 60-66 (2004).
- Philp, J. C., et al. Whole cell immobilised biosensors for toxicity assessment of a wastewater treatment plant treating phenolics-containing waste. Analytica Chimica Acta. 487 (1), 61-74 (2003).
- Subrahmanyam, S., Piletsky, S. A., Turner, A. P. F. Application of natural receptors in sensors and assays. Analytical Chemistry. 74 (16), 3942-3951 (2002).
- Ryberg, E., et al. Identification and characterisation of a novel splice variant of the human CB1 receptor. Febs Letters. 579 (1), 259-264 (2005).
- Cooper, M. A. Advances in membrane receptor screening and analysis. Journal of Molecular Recognition. 17 (4), 286-315 (2004).
- Kumbhat, S., et al. A novel receptor-based surface-plasmon-resonance affinity biosensor for highly sensitive and selective detection of dopamine. Chemistry Letters. 35 (6), 678-679 (1246).
- Yemini, M., Reches, M., Gazit, E., Rishpon, J. Peptide nanotube-modified electrodes for enzyme-biosensor applications. Analytical Chemistry. 77 (16), 5155-5159 (2005).
- Endo, T., Kerman, K., Nagatani, N., Takamura, Y., Tamiya, E. Label-free detection of peptide nucleic acid-DNA hybridization using localized surface plasmon resonance based optical biosensor. Analytical Chemistry. 77 (21), 6976-6984 (2005).
- Drummond, T. G., Hill, M. G., Barton, J. K. Electrochemical DNA sensors. Nature Biotechnology. 21 (10), 1192-1199 (2003).
- Piunno, P. A. E., Krull, U. J. Trends in the development of nucleic acid biosensors for medical diagnostics. Analytical and Bioanalytical Chemistry. 381 (5), 1004-1011 (2005).
- Dechtrirat, D., et al. Electrochemical displacement sensor based on ferrocene boronic acid tracer and immobilized glycan for saccharide binding proteins and E. coli. Biosensor.., & Bioelectronics. 58, 1-8 (2014).
- Lacina, K., et al. Combining ferrocene, thiophene and a boronic acid: a hybrid ligand for reagentless electrochemical sensing of cis-diols. Tetrahedron Letters. 55 (21), 3235-3238 (2014).
- Takahashi, S., Anzai, J. Recent Progress in Ferrocene-Modified Thin Films and Nanoparticles for Biosensors. Materials. 6 (12), 5742-5762 (2013).
- Liu, L., et al. Amplified voltammetric detection of dopamine using ferrocene-capped gold nanoparticle/streptavidin conjugates. Biosensor.., & Bioelectronics. 41, 730-735 (2013).
- Shankaran, D. R., Gobi, K. V. A., Miura, N. Recent advancements in surface plasmon resonance immunosensors for detection of small molecules of biomedical, food and environmental interest. Sensors and Actuators B-Chemical. 121 (1), 158-177 (2007).
- Szarka, Z., Kuik, Á, Skoda-Földes, R., Kollár, L. Aminocarbonylation of 1,1′-diiodoferrocene, two-step synthesis of heterodisubstituted ferrocene derivatives via homogeneous catalytic carbonylation/coupling reactions. Journal of Organometallic Chemistry. 689 (17), 2770-2775 (2004).
- Niu, H. T., et al. Imidazolium-based macrocycles as multisignaling chemosensors for anions. Dalton Trans. (28), 3694-3700 (2008).
- Qing, G. -Y., Sun, T. -L., Wang, F., He, Y. -B., Yang, X. Chromogenic Chemosensors forN-Acetylaspartate Based on Chiral Ferrocene-Bearing Thiourea Derivatives. European Journal of Organic Chemistry. (6), 841-849 (2009).
- Romero, T., Caballero, A., Espinosa, A., Tarraga, A., Molina, P. A multiresponsive two-arm ferrocene-based chemosensor molecule for selective detection of mercury. Dalton Trans. (12), 2121-2129 (2009).
- Zapata, F., Caballero, A., Espinosa, A., Tarraga, A., Molina, P. A selective redox and chromogenic probe for Hg(II) in aqueous environment based on a ferrocene-azaquinoxaline dyad. Inorg Chem. 48 (24), 11566-11575 (2009).
- Alfonso, M., Tarraga, A., Molina, P. Ferrocene-based multichannel molecular chemosensors with high selectivity and sensitivity for Pb(II) and Hg(II) metal cations. Dalton Trans. 39 (37), 8637-8645 (2010).
- Zapata, F., Caballero, A., Molina, P., Tarraga, A. A ferrocene-quinoxaline derivative as a highly selective probe for colorimetric and redox sensing of toxic mercury(II) cations. Sensors (Basel). 10 (12), 11311-11321 (2010).
- Thakur, A., Sardar, S., Ghosh, S. A highly selective redox, chromogenic, and fluorescent chemosensor for Hg2+ in aqueous solution based on ferrocene-glycine bioconjugates). Inorg Chem. 50 (15), 7066-7073 (2011).
- Sathyaraj, G., Muthamilselvan, D., Kiruthika, M., Weyhermüller, T., Nair, B. U. Ferrocene conjugated imidazolephenols as multichannel ditopic chemosensor for biologically active cations and anions. Journal of Organometallic Chemistry. 716, 150-158 (2012).
- Kwon, S. J., Kim, E., Yang, H., Kwak, J. An electrochemical immunosensor using ferrocenyl-tethered dendrimer. Analyst. 131 (3), 402-406 (2006).
- Pinto, A., Hoffmanns, U., Ott, M., Fricker, G., Metzler-Nolte, N. Modification with Organometallic Compounds Improves Crossing of the Blood-Brain Barrier of [Leu(5)]-Enkephalin Derivatives in an In Vitro Model System. Chembiochem. 10 (11), 1852-1860 (2009).
- Barisic, L., et al. The first ferrocene analogues of muramyldipeptide. Carbohydr Res. 346 (5), 678-684 (2011).
- Brusoski, K., Green, K. N. Novel click derivatives of ferrocene and their applications toward construction of electrochemical biosensors. Abstracts of Papers, 243rd ACS National Meetin.., & Exposition. 2012 Mar 25-29, San Diego, CA, United States, , BIOL-28. (2012).
- Bucher, C., Devillers, C. H., Moutet, J. -C., Royal, G., Saint-Aman, E. Anion recognition and redox sensing by a metalloporphyrin–ferrocene–alkylammonium conjugate. New Journal of Chemistry. 28, 1584-1589 (2004).
- Tanaka, S., Yoshida, K., Kuramitz, H., Sugawara, K., Nakamura, H. Electrochemical detection of biotin using an interaction between avidin and biotin labeled with ferrocene at a perfluorosulfonated ionomer modified electrode. Analytical Sciences. 15 (9), 863-866 (1999).
- Real-Fernandez, F., et al. Ferrocenyl glycopeptides as electrochemical probes to detect autoantibodies in multiple sclerosis patients' sera. Biopolymers. 90 (4), 488-495 (2008).
- Husken, N., Gasser, G., Koster, S. D., Metzler-Nolte, N. Four-potential' ferrocene labeling of PNA oligomers via click chemistry. Bioconjug Chem. 20 (8), 1578-1586 (2009).
- Barisic, L. Croatica Chemica Acta. 75, 199-210 (2002).
- Kirin, S. I., Noor, F., Metzler-Nolte, N. Manual Solid-Phase Peptide Synthesis of Metallocene–Peptide Bioconjugates. Journal of Chemical Education. 84 (1), 108-111 (2007).
- Barisic, L., et al. Helically chiral ferrocene peptides containing 1 '-aminoferrocene-1-carboxylic acid subunits as turn inducers. Chemistry-a European Journal. 12 (19), 4965-4980 (2006).
- Mahmoud, K., Long, Y. -T., Schatte, G., Kraatz, H. -B. Electronic communication through the ureylene bridge: spectroscopy, structure and electrochemistry of dimethyl 1′,1′-ureylenedi(1-ferrocenecarboxylate). Journal of Organometallic Chemistry. 689 (13), 2250-2255 (2004).
- Mahmoud, K. A., Kraatz, H. B. Synthesis and electrochemical investigation of oligomeric ferrocene amides: Towards ferrocene polyamides. Journal of Inorganic and Organometallic Polymers and Materials. 16 (3), 201-210 (2006).
- Mahmoud, K. A., Kraatz, H. B. A bioorganometallic approach for the electrochemical detection of proteins: A study on the interaction of ferrocene-peptide conjugates with papain in solution and on au surfaces. Chemistry-a European Journal. 13 (20), 5885-5895 (2007).
