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Microbial Biosensors01:17

Microbial Biosensors

Microbial biosensors are analytical devices that utilize living microbes to detect specific substances through measurable signals. These devices consist of two main components: biosensing organisms and signal-transducing elements. Biosensing organisms, such as Escherichia coli or Saccharomyces cerevisiae, are typically housed in multiwell plates connected to transducers, enabling rapid, real-time detection of target analytes.Signal Generation MechanismWhen a target analyte—such as...

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Dispositivo de flujo lateral inalámbrico para biosensores

Jie Li1, Weize Yuan1, Shao-Xiong Lennon Luo1

  • 1Department of Chemistry, Massachusetts Institute of Technology, Cambridge, Massachusetts 02139, United States.

Journal of the American Chemical Society
|August 17, 2022
PubMed
Resumen
Este resumen es generado por máquina.

Este estudio introduce un dispositivo de flujo lateral inalámbrico que utiliza la identificación por radiofrecuencia (RFID) para detectar la actividad enzimática. El biosensor convierte las reacciones de la oxidasa en cambios medibles en la resonancia RFID para la detección rápida y portátil de señales biológicas.

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Área de la Ciencia:

  • Biosensores y bioelectrónica
  • Ciencias de los materiales
  • Química analítica

Sus antecedentes:

  • La biosensorización a menudo se basa en reacciones catalizadas por enzimas, lo que requiere métodos de detección eficientes.
  • Los métodos existentes pueden carecer de portabilidad, velocidad o rentabilidad para una aplicación generalizada.

Objetivo del estudio:

  • Desarrollar un dispositivo de flujo lateral inalámbrico para la detección cuantitativa de señales biológicas.
  • Integrar los circuitos de identificación por radiofrecuencia (RFID) con la detección basada en enzimas.
  • Para crear una plataforma de biosensores de bajo costo, rápida y portátil.

Principales métodos:

  • Desarrolló un dispositivo de flujo lateral inalámbrico que utiliza partículas coloidales de núcleo de polipirrol (pPy).
  • Partículas de pPy bioconjugadas con glucosa oxidasa o piruvato oxidasa para el reconocimiento de la estreptavidina-biotina.
  • Utilizó el dopaje oxidativo catalizado por polioxometalato de pPy por H2O2 generado a partir de reacciones de oxidasa.
  • Integró la banda de resistividad pPy en un circuito RFID para convertir los cambios de resistividad en desplazamientos de resonancia RF.

Principales resultados:

  • Se obtienen mejoras de conductividad superiores al 7·10^5% en las bandas pPy debido a las reacciones de la oxidasa.
  • Se ha demostrado la detección cuantitativa de glucosa tan baja como 0,6 mM en 30 minutos.
  • Se mostraron respuestas significativas tanto para la detección de glucosa como de piruvato.
  • Convirtió con éxito la producción enzimática de H2O2 en cambios medibles en la resonancia RFID.

Conclusiones:

  • El sistema de transducción de enzimas oxidasa/pPy desarrollado proporciona una plataforma robusta para dispositivos de flujo lateral.
  • Esta tecnología permite una nueva familia de biosensores portátiles de bajo costo para detectar y cuantificar objetivos biológicos.
  • La integración inalámbrica de RFID ofrece un enfoque prometedor para el diagnóstico en el punto de atención y las pruebas de campo.