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Mikrofluidisches Gerät, das direkt auf siebgedruckten Elektroden für die hochempfindliche elektrochemische Messung von PSA hergestellt wird

Zusammenfassung

Die Herstellung eines kostengünstigen Mikrofluidik-Geräts zum Nachweis von Biomarkern im Maßstab stellt eine große Anforderung dar. Hier wird zum ersten Mal berichtet, dass ein neues Mikrofluidik-Gerät basierend auf der Bindung von Polydimethylsiloxan-Mikrofluidikkanälen auf das Substrat einer siebgedruckten Elektrode mit Beschichtungsglaslösung für die elektrochemische Erfassung von Prostata-spezifischem Antigen (PSA) hergestellt wurde. Im Vergleich zu herkömmlichen Mikrofabrikationsverfahren ist dieses Verfahren einfach, schnell, kostengünstig und auch für die Massenproduktion geeignet. Das vorbereitete siebgedruckte elektrodenbasierte Mikrofluidikgerät (CASPE-MFD) wurde zum Nachweis des PSA in Humanserum verwendet. Das hergestellte CASPE-MFD hatte eine Nachweisgrenze von 0,84 µg/ml (25,8 fM) und eine gute Linearität mit einer PSA-Konzentration von 0,001 bis 10 µg/ml, was eine vielversprechende Plattform für die Entwicklung miniaturisierter, kostengünstiger elektrochemischer Mikrofluidikgerät zur Verwendung in der menschlichen Gesundheit, Umweltüberwachung und anderen Anwendungen.

Hintergrund

Mikrofluidiksystem ist der Prozess der Manipulation von Flüssigkeiten mit kleinem Volumen (10 −9 bis 10 −18 L) innerhalb von Kanälen mit einer Abmessung von mehreren zehn bis mehreren hundert Mikrometern [1]. Diese Technologie hat großes Potenzial in der Biomedizin, Umweltüberwachung und Lebensmittelsicherheitsanalyse gezeigt. Insbesondere weisen Mikrofluidik-Geräte (MFDs) typischerweise die folgenden Vorteile auf, einschließlich geringer Stellfläche, geringerer Reagenzienverbrauch, paralleler Mehrfachprobennachweis, erhöhte Zuverlässigkeit, Empfindlichkeit und hohe Integration im großen Maßstab [2,3,4].

Elektrochemische Sensoren wurden weithin integriert und mit Probennahme, Flüssigkeitshandhabung, Trennung und anderen technischen Erfassungsszenarien verbunden [5]. Der Einsatz elektrochemischer Sensoren zur Biomoleküldetektion ist vielversprechend, da elektrochemische Sensoren zahlreiche Vorteile wie hohe Sensitivität und Selektivität, zuverlässige Reproduzierbarkeit, einfache Anwendung für die kontinuierliche Vor-Ort-Analyse, minimale Probenvorbereitung, relativ geringe Kosten und kurze Reaktionszeiten aufweisen. Das elektrochemische System kann leicht in ein mikrofluidisches System integriert werden [6, 7] und bietet Vorteile gegenüber einer herkömmlichen analytischen Plattform [8,9,10], wie z optische Komponenten [11, 12].

In dieser Studie wurde eine einfache, kostengünstige und vielseitige Strategie für die Herstellung von elektrochemischen Sensor-MFDs mit kommerziell erhältlichen Siebdruckelektroden für die Point-of-Care-Diagnose verwendet. Das entwickelte Gerät wurde als CASPE-MFDs (kommerziell erhältliche siebgedruckte elektrodenbasierte Mikrofluidikgeräte) definiert. Die Mikrofluidikkanäle aus Polydimethylsiloxan (PDMS) wurden zunächst mit Standard-Photolithographie strukturiert, und die CASPE-MFDs wurden durch direktes Bonden von PDMS-Mikrofluidikkanälen auf einer kommerziell erhältlichen Siebdruckelektrode hergestellt (Abb. 1). Die siebgedruckte Elektrode wurde direkt verwendet und im Sol-Gel-Ansatz mit einer dünnen Glasschicht beschichtet [13]. Anschließend wurden PDMS-Mikrofluidikkanäle nach Plasmabehandlung ihrer Oberflächen auf die Elektrode gebondet. Die CASPE-MFDs sind in der Lage, die Konzentration verschiedener Analyten in biologischen Flüssigkeiten wie Phosphatpufferlösung (PBS) und Serumproben zu quantifizieren. Die CASPE-MFDs wurden verwendet, um den Nachweis und die Quantifizierung von Prostata-spezifischem Antigen (PSA)-Biomarker in PBS-Pufferlösungen und Humanserumproben mittels Chronoamperometrie (CA) und Rechteckwellenvoltammetrie (SWV) zu demonstrieren. Der PSA-Nachweis in diesem Gerät zeigte eine hohe Sensitivität und die Nachweisgrenze (LOD) für PSA beträgt 0,84 pg/ml (25,8 fM). Die LOD ist über 100-mal empfindlicher als die klinische Nachweisgrenze von 0,1 µng/ml für kommerzielle Assays [14] und besser als bei anderen Geräten [3, 15, 16]. Das CASPE-MFD ist tragbar, einfach zu bedienen und kann andere Komponenten wie Probenvorbereitungs- und Trennsysteme integrieren.

a Herstellungsprozess für die PDMS-Mikrofluidikkanäle, die durch SU-8-Photolithographie strukturiert wurden. b Herstellungsverfahren für die kommerziell erhältliche, siebgedruckte, elektrodenbasierte Mikrofluidikvorrichtung. Das CASPE-MFD umfasst PDMS-Mikrofluidikkanäle, zwei gedruckte Goldelektroden als Arbeits- und Gegenelektroden und eine gedruckte Silberelektrode als Pseudoreferenzelektrode. c Ein im Handel erhältliches mikrofluidisches Gerät auf Elektrodenbasis mit Siebdruck

Materialien und Methoden

Chemische Reagenzien und Materialien

Prostataspezifisches Antigen (PSA) und multiklonale Anti-PSA-Antikörper-Meerrettichperoxidase (HRP) wurden von Petsec Energy Ltd. bezogen. Biotinylierter Anti-PSA-Antikörper, Streptavidin-Magnetkügelchen, Rinderserumalbumin und Hydrochinon stammten von Fisher Scientific. Tween-20, Wasserstoffperoxid (H2 .) O2; 30%) und Ferrocencarbonsäure stammten von Sigma-Aldrich. SU-8 2075 stammte von MicroChem Corp. Das Polydimethylsiloxan (PDMS)-Präpolymer und der Härter wurden von Dow Corning bezogen. Alle Immunreagenzien wurden in 1 × pH 7,4 PBS-Pufferlösungen von KD Medical Solutions gelöst. Alle chemischen Reagenzien wurden mit Reinstwasser aus einem Millipore Milli-Q-Wasserreinigungssystem hergestellt.

Instrumentierung

Das Fluoreszenzmikroskop wurde an einem Olympus U-CMAD3 (Olympus, Japan) durchgeführt. Die µCSPE-Vorrichtungen wurden mit einem Plasmareiniger PDC-32G (Harrick Plasma, USA) hergestellt. Alle elektrochemischen Messungen wurden von CHI 760B (CHI, China) mit einem konventionellen Drei-Elektroden-System durchgeführt, das aus zwei gedruckten Goldelektroden als Arbeits- bzw. Gegenelektrode und einer gedruckten Silberelektrode als Pseudoreferenzelektrode besteht (Abb. 1 ).

Mikrofluidische Chipherstellung

Die PDMS-Mikrofluidikkanäle wurden unter Verwendung von Standard-Photolithographie strukturiert. Kurz gesagt, ein Siliziumwafer, gespült mit einer Mischlösung (H2 SO4 /H2 O2 = 7/3), gefolgt von Reinstwasserreinigung, wurde mit SU-8 2075 Photoresist beschichtet. Der Wafer wurde dann bei 65 °C für 7 Minuten gebrannt, gefolgt von 95 °C für 40 Minuten, um Lösungsmittel zu entfernen, und mit UV-Licht für 15 Sekunden durch eine Fotomaske belichtet. Das gesamte System wurde bei 65 °C für 5 Minuten gebrannt, gefolgt von 95 °C für 15 Minuten, um die Polymerisation zu stabilisieren. Der unpolymerisierte Photoresist wurde entfernt, indem der Siliziumwafer in SU-8-Entwickler getaucht und mit Isopropanol und entionisiertem Wasser gewaschen wurde. Die Mischungen aus PDMS-Präpolymerlösung und Härtungsmittel (10,1) wurden über den zuvor beschriebenen Siliziumwafer gegossen, bei 65 °C für 2 Stunden ausgehärtet und abgezogen [17].

Die kommerziell erhältliche gedruckte Elektrode wurde mit einer Glasschicht unter Verwendung eines Sol-Gel-Ansatzes beschichtet. Kurz gesagt, Tetraethoxysilan (TEOS), MTES, Ethanol und Wasser wurden in einem Verhältnis von 1:1:1:1 vollständig gemischt und für 5 min beschallt. Die Mischungen wurden über Nacht bei 65 °C in einen Ofen gegeben. Die Elektrode wurde vor der Glasbeschichtung 5 Minuten lang bei 80 °C auf eine heiße Platte gelegt und dann mit den Vorläufermischungen unter Verwendung einer Bürste bestrichen, um ein Eindringen der Mischungen in die Elektrodenoberfläche zu vermeiden. Die Elektrode wurde nach dem Verschmieren bei Raumtemperatur getrocknet. Der PDMS-Chip und die glasüberzogene Elektrode wurden dann mit O2 . bearbeitet Plasma für 30 s und haften aneinander.

Chronoamperozmetrische Experimente

Chronoamperometrische Experimente wurden in 1 × pH 7,4 PBS mit 4,5 mM Hydrochinon- und 0,1 mM Wasserstoffperoxid-Lösungen bei einem −  2,0 mV-Stufenpotential (im Vergleich zu einer Silber-Pseudoreferenzelektrode) durchgeführt und die Kalibrierkurve für die Konzentration von PSA von 0 erstellt bis 10 ng mL −1 . Kurz gesagt, wir injizierten 50 μL 0,2 mg mL −1 magnetischer Bead-konjugierter Anti-PSA-Antikörper gegen μCSPE-Geräte mit einer Geschwindigkeit von 50 μL min −1 , und gründlich mit 100 μL pH 7.4 PBS mit einer Geschwindigkeit von 50 μL min −1 . gewaschen . Außerdem 50 μL eines Blockierungspuffers (0,05% (v /v ) Tween-20 und 2% (w /v ) Rinderserumalbumin (BSA) in PBS) wurde mit einer Rate von 10 μL min −1 . injiziert und 30 min bei 37 °C inkubiert, gründlich gewaschen mit 100 μL pH 7.4 PBS mit einer Rate von 50 μL min −1 . Dann wurden 50 μL unterschiedlicher Konzentrationen von PSA mit einer Geschwindigkeit von 10 μL min −1 . injiziert mit Inkubation für 30 min bei 37 °C und gründlichem Waschen mit 100 μL pH 7.4 PBS mit einer Rate von 50 μL min −1 . Darüber hinaus wurden 50 µl HRP-konjugierter Anti-PSA-Antikörper (1:1000 Verdünnung) mit einer Geschwindigkeit von 10 µl min −1 . injiziert , 30 min bei 37 °C inkubiert und gründlich mit 100 μL pH 7.4 PBS mit einer Rate von 50 μL min −1 . gewaschen . Schließlich injizierten wir 50 μL 1× pH 7.4 PBS mit 4,5 mM Hydrochinon- und 0,1 mM Wasserstoffperoxid-Lösungen mit einer Geschwindigkeit von 50 μL min −1 . Nachdem der Spitzenstrom stabil ist, haben wir die drei Strommessungen gemittelt und die entsprechende Standardabweichung berechnet. Zuletzt wurde eine Chronoamperometrie bei konstantem Potenzial von 4 mV in acht Wiederholungen für jede Gruppe durchgeführt. Um sicherzustellen, dass sich das CASPE-MFD während des elektrochemischen Experiments immer im besten Zustand befindet, wurde die Elektrode des CASPE-MFD zuerst durch Abtasten innerhalb des Potentialbereichs von 0,5 bis 1,5 V für 10  Zyklen in frisch zubereiteten 0,5 MH2<. aktiviert /sub> SO4 Lösungen mit Cyclovoltammetrie. Das typische Voltammogramm, das für das reine polykristalline Gold charakteristisch ist, wurde präsentiert. Dann wurde das CASPE-MFD mit Reinstwasser und PBS-Lösungen gewaschen.

Ergebnisse und Diskussion

Vorbereitung von CASPE-MFDs

Die homogene Verteilung wurde verwendet, um den Nutzen des CASPE-MFD zu untersuchen. Eine Lösung von fluoreszierenden Mikrokügelchen wurde mit einer Flussrate von 5 μl/min in die Kanäle eines CASPE-MFD injiziert, und es ist offensichtlich, dass jede Ecke des CASPE-MFD mit der Lösung von fluoreszierenden Mikrokügelchen gefüllt war und sich keine Blase bildete im Gerät (Abb. 2). Die Flussrate wurde auf 100 μL/min erhöht, um die Robustheit des CASPE-MFD zu beweisen, was zeigte, dass das Gerät für den Analytnachweis geeignet ist.

a Siebgedruckte Photoelektrode zur Aufnahme von Fluoreszenzbildern. b Fluoreszenzbild von CASPE-MFD. Wir verwenden eine Photoelektrode als Modell-Fluoreszenzbild, um zu zeigen, dass der Arbeitsbereich mit Farbstoffen gefüllt ist und keine Blasen im CASPE-MFD aufweist. c Teilweise vergrößerte Zeichnung des Fluoreszenzbildes

Der Herstellungsprozess wurde auch durch zyklische Voltammogramme untersucht, wie in Abb. 3 gezeigt. Ferrocencarbonsäure wurde als redoxaktive Modellverbindung verwendet, und Abb. 3a zeigt die Beziehung der Redox-Spitzenströme mit unterschiedlichen potentiellen Abtastraten. Der Redoxpeak der CV-Kurven zeigt eine typische reversible elektrochemische Reaktion, bei der die Reaktionsgeschwindigkeit durch die Diffusion der elektroaktiven Spezies an die Elektrodenoberfläche bestimmt wird. Die Potentialtrennung zwischen kathodischem Spitzenpotential (E pc ) und anodisches Spitzenpotential (E pa ) beträgt 62 mV, was nahe am theoretischen Wert von 59 mV für das Ferrocen-Redoxpaar liegt. Darüber hinaus ändert sich die Position der Spitzenpotentiale nicht in Abhängigkeit von den potentiellen Abtastraten und dem anodischen Spitzenstrom (i pa ) ist ungefähr gleich dem kathodischen Spitzenstrom (i pc ) im Bereich von 10 bis 350 mV/s. Das reversible Verhalten entspricht dem Signal in Volumenlösung (Zusatzdatei 1:Abb. S1A), was darauf hinweist, dass keine Nebenreaktionen stattfinden und die Kinetik des Elektronentransfers erwartungsgemäß ausreichend schnell ist, um die Oberflächenkonzentrationen von Redox . aufrechtzuerhalten -aktive Spezies bei den von der Nernst-Gleichung geforderten Werten. Abbildung 3b zeigt, dass sowohl der anodische Spitzenstrom (i pa ) und kathodischer Spitzenstrom (i pc ) waren proportional zur Quadratwurzel der Scanraten, was auf einen typischen diffusionskontrollierten Prozess schließen lässt [18]. Darüber hinaus liegt der in CASPE-MFDs gemessene Strom ziemlich nahe am Wert des Stroms in Bulk-Lösung (Zusatzdatei 1:Abb. S1B), was darauf hindeutet, dass eine Analyse im Gerät seine Empfindlichkeit nicht einbüßt.

a Zyklische Voltammogramme von 0.5 mM Ferrocencarbonsäure in 0.1 M wässriger KCl-Lösung (pH 7.0) in CASPE-MFD bei verschiedenen Scanraten (aufsteigend entlang der y -Achse):10, 25, 50, 80, 100, 150, 200, 250, 300 und 350 mV/s. b Kalibrierkurven der Anode (i pa ) und kathodischer Spitzenstrom (i pc ) gegenüber der quadratischen Abtastrate. Die beiden Linien stellen jeweils eine lineare Kurve mit Regressionsgleichung dar:Y (ich pa ) = 0,9932X − 0,2563 (R 2 = 0,9996, n = 8); J (ich pc ) = − 0,9384X − 0,1774 (R 2 = 0,9996, n = 8)

Leistung der CASPE-MFDs bei der PSA-Erkennung

Neuere Berichte haben gezeigt, dass die Konzentration des Prostata-spezifischen Antigens (PSA) im Bereich von 4–10 ng/ml im Allgemeinen eine hohe Wahrscheinlichkeit für das Vorliegen eines Prostatakarzinoms anzeigt [19]. Daher wurde PSA als Ziel ausgewählt, um die Leistung des vorbereiteten CASPE-MFD zu bewerten (Abb. 4). Abbildung 4a zeigt, dass das vorbereitete CASPE-MFD direkt an eine tragbare elektrochemische Workstation angeschlossen werden kann. Wie in Fig. 4c gezeigt, wurde der mit magnetischen Kügelchen konjugierte Anti-PSA-Antikörper auf der Oberfläche der Goldelektrode (Arbeitselektrode) unter Verwendung eines Magneten immobilisiert. PSA-Antigen wurde dann in die mikrofluidischen Kanäle des präparierten CASPE-MFD injiziert und mit dem Anti-PSA-Antikörper konjugiert, der auf der Arbeitselektrode immobilisiert wurde. Als nächstes wurde HRP-modifizierter Anti-PSA-Antikörper mit PSA-Antigen konjugiert. Die Chronoamperometrie wurde verwendet, um die elektrochemischen Signale zu erkennen, die Hydrochinon und Wasserstoffperoxid erzeugten.

a Das ganze Erkennungsgerät. Die Spritzenpumpe wurde verwendet, um die Lösung in das CASPE-MFD zu injizieren, und die elektrochemische Workstation wurde verwendet, um die elektrochemischen Signale zu detektieren. b Das CASPE-MFD zum Nachweis von PSA. Immunmagnetische Kügelchen-konjugierte Anti-PSA-Antikörper wurden mit Lösungen durch den Einlass injiziert, und ein Magnet wurde verwendet, um die Magnetkügelchen einzufangen. c Schema des CASPE-MFD beim Nachweis von PSA-Antigen. Immunmagnetischer Bead-konjugierter Anti-PSA-Antikörper wurde unter Verwendung eines Magneten auf der Arbeitselektrode immobilisiert. PSA-Antigen wurde in das CASPE-MFD injiziert und mit dem Anti-PSA-Antikörper konjugiert. HRP-modifizierter Anti-PSA-Antikörper wurde dann mit PSA-Antigen konjugiert. Die Chronoamperometrie wurde verwendet, um die elektrochemischen Signale zu erkennen, die Hydrochinon und Wasserstoffperoxid erzeugten

Die Chronoamperometrie bietet im Vergleich zu anderen amperometrischen Verfahren ein besseres Signal-Rausch-Verhältnis [20,21,22,23,24], und die Verwendung einer dünnen Flüssigkeitsplatte, die mechanisch an die Elektroden geklemmt wird, ist widerstandsfähiger gegen Vibrationen als die Analyse in ein größeres Lösungsvolumen. Für faradaysche diffusionsbegrenzte Ströme wird die Strom-Zeit-Antwort durch die Cottrell-Gleichung beschrieben.

$$ i=\frac{nFA{D}^{\frac{1}{2}}C}{{\left(\pi t\right)}^{\frac{1}{2}}} $$

wo n ist die Anzahl der Elektronen, F ist die Faradaysche Konstante (96.485 C/mol), A ist die Elektrodenfläche (cm 2 ), D ist der Diffusionskoeffizient (cm 2 /s) und C ist die Konzentration (mol/cm 3 ).

Das vorbereitete CASPE-MFD wurde zum Nachweis von PSA in einer Reihe von Analytlösungen verwendet, Konzentrationen von 0 bis 10 ng mL −1 . Die chronoamperometrischen Antworten des Nachweises von PSA in CASPE-MFDs wurden in Abb. 5a gezeigt. Die Spitzenströme stiegen mit steigender PSA-Konzentration in PBS mit einem pH-Wert von 7,4, die 4,5 µM Hydrochinon und 0,1 µM Wasserstoffperoxid enthielten. Wie in Abb. 5b (blaue Linie) gezeigt, waren die Spitzenströme proportional zum logarithmischen Wert der PSA-Konzentrationen im Bereich von 0,001 bis 10 ng/ml und die lineare Regressionsgleichung lautet I (μA) = 14,87 + 3,927 × log C PSA (ng/ml) (R 2 = 0,9985, n = 8). Die niedrige Nachweisgrenze (0,84 µpg/ml) und die gute lineare Beziehung legten nahe, dass das hergestellte CASPE-MFD zum Nachweis von PSA in der Praxis verwendet werden könnte. Außerdem haben wir in Abbildung 5c ​​mit der Rechteckwellenvoltammetrie (SWV) auch unterschiedliche Konzentrationen von PSA in CASPE-MFDs nachgewiesen. Die SWV-Antworten stimmten auch mit den chronoamperometrischen Ergebnissen überein.

a Chronoamperometrische Kurven für verschiedene Konzentrationen von PSA-Antigen (aufsteigend entlang der y -Achse):0, 0,001, 0,01, 0,1, 1 und 10 ng/ml in pH 7,4 PBS-Puffer mit 4,5 mM Hydrochinon und 0,1 mM H2 O2 Lösung in CASPE-MFD bei − 2.0 mV vs. Silber-Pseudoreferenzelektrode. b Die lineare Beziehung zwischen Spitzenstrom und PSA-Antigenkonzentration in den CASPE-MFDs in PBS-Puffer mit pH 7,4 (blaue Linie) und in Humanserum (rote Linie). Die lineare Regressionsgleichung der blauen Linie ist Y = 14,87 + 3,927 × X (R 2 = 0,9985, n = 8), und die lineare Regressionsgleichung der roten Linie ist Y = 14,15 + 3,622 × X (R 2 = 0,9986, n = 8). c Rechteckwellenvoltammogramme für verschiedene Konzentrationen von PSA-Antigen in pH 7.4 PBS-Puffer mit 4.5 mM Hydrochinon und 0.1 mM H2 O2 Lösung in CASPE-MFD (aufsteigend entlang der y -Achse):0, 0,001, 0,01, 0,1, 1 bzw. 10 ng/ml. d Die entsprechende lineare Beziehung unterschiedlicher Konzentrationen von PSA-Antigen. Die lineare Regressionsgleichung lautet Y = 34,53 + 9,246 × X (R 2 = 0,9884, n = 8)

Selektiver Nachweis von PSA mit den CASPE-MFDs

Um die mögliche Anwendung in unserem Gerät für reale Proben zu verifizieren, haben wir verschiedene Konzentrationen von PSA in Humanserumproben mittels Chronoamperometrie analysiert. Die erhaltenen Ergebnisse in Zusatzdatei 1:Abb. S2 zeigten, dass die Spitzenströme des PSA auch mit steigender PSA-Konzentration in Humanserum mit 4,5 µM Hydrochinon und 0,1 µM Wasserstoffperoxid anstiegen. Darüber hinaus wurde die entsprechende Kalibrierungskurve in Abb. 5b (rote Linie) gezeigt, und die lineare Regressionsgleichung lautet I (μA) = 14,15 + 3,622 × log C PSA (ng/ml) (R 2 = 0,9986, n = 8). Es ist offensichtlich, dass es zwischen den beiden Gruppen fast keine statistischen Unterschiede gab, was darauf hindeutet, dass das vorbereitete CASPE-MFD in realen Proben funktionieren konnte. Darüber hinaus wurde gezeigt, dass das CASPE-MFD eine hohe Selektivität für das Targeting von PSA aufweist und in der klinischen Anwendung zur Diagnose von Prostatakarzinomen verwendet werden könnte.

Schlussfolgerungen

Wir haben eine einfache, kostengünstige und tragbare kommerzielle elektrochemische mikrofluidische Sensorik auf der Grundlage von Siebdruckelektroden entwickelt. Darüber hinaus haben wir die Anwendung unserer CASPE-MFDs für die quantitative Analyse von PSA in PBS-Puffer und in Humanserumproben demonstriert. Die Messung zeigte eine gute Empfindlichkeit und Reproduzierbarkeit, da das Gerät direkt auf den handelsüblichen Siebdruckelektroden hergestellt wurde. Die CASPE-MFDs haben fünf Vorteile:(i) sie sind leicht, tragbar und vielseitig verwendbar; (ii) es ist standardisiert; (iii) es hat eine ausgezeichnete Reproduzierbarkeit mit hoher Empfindlichkeit und Genauigkeit; (iv) es ist einfach zu verwenden und erfordert kein professionelles medizinisches Personal oder komplizierte Instrumente; und (v) es ermöglicht die Integration von Detektionssystemen mit hoher Dichte in ein kleines Gerät. Außerdem könnte die Verwendung eines miniaturisierten Potentiostaten die CASPE-MFDs für die Feld- oder Heimdiagnose fähig machen. Darüber hinaus könnten die kommerziellen Elektroden und die einfache Herstellung die Standardisierung und Industrialisierung der CASPE-MFDs erreichen. Daher glauben wir, dass diese Plattform für die Point-of-Care-Diagnose wie kleine Moleküle (Natrium, Kalium, Chlorid, Glukose), Krebsmarker (Natriuretisches Peptid vom B-Typ oder BNP, Troponin I), Zellen (CD4 ) und Nukleinsäuren (DNA, RNA).

Abkürzungen

MFDs:

Mikrofluidische Geräte

CASPE-MFDs:

Mikrofluidische Geräte auf Elektrodenbasis mit Siebdruck

PDMS:

Polydimethylsiloxan

PSA:

Prostataspezifisches Antigen

CA:

Chronoamperometrie

SWV:

Rechteckvoltammetrie

LOD:

Nachweisgrenze

HRP:

Meerrettichperoxidase

TEOS:

Tetraethoxysilan

MTES:

Metastabile Transfer-Emissionsspektroskopie

BNP:

Natriuretisches Peptid vom B-Typ


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