在化光学波导表面量化和控制DNA探头密度

科学领域:

• 光子学 是一个光子学.
• 生物技术是生物技术.
• 分析化学 分析化学

背景情况:

• 光子生物传感器能够无标签检测生物标志物,例如液体活检中的甲基化DNA.
• 为了达到最佳的灵敏度,需要精确控制和量化探头和目标表面密度.
• 目前的方法在DNA检测的表面密度管理方面面临挑战.

研究的目的:

• 开发和验证密度控制探针-DNA功能化在不对称的马赫-泽恩德干扰仪 (aMZI) 波导传感器上的方法.
• 研究表面密度对目标DNA结合和传感器响应的影响.
• 在光子生物传感中建立一个强大的表面密度量化方法.

主要方法:

• 使用两个不同的方法来控制探头-DNA密度的aMZI传感器表面的功能化.
• 用不同比例的BSA和生物化BSA进行化,然后进行中性和生物化探针DNA.
• 在EDC-NHS激活后,氨基探针DNA与非探针DNA直接结合于碳氧化表面.
• 与不同度的目标DNA进行杂交,并开发基于质量密度的量化方法.
• 使用光光谱学与光标记的目标DNA进行验证.

主要成果:

• 在aMZI传感器上,有两种方法成功地实现了密度控制的探针-DNA表面.
• 目标DNA结合在较高度下显示出高度依赖表面覆盖,在较低度下显示出最小依赖.
• 在表面密度和光强度之间建立了直接的线性相关性.
• 开发的量化方法准确估计了功能化和绑定过程中的实时信号响应.

结论:

• 密度控制功能化对于优化DNA检测中的光子生物传感器灵敏度至关重要.
• 建立的线性相关性为定量表面表征提供了一个更简单,更强大的替代方案.
• 这项工作推进了光子生物传感技术,用于在液体活检应用中检测敏感的生物标志物.