Rapid ultra-sensitive nucleic acid detection using plasmonic fiber-optic spectral combs and gold nanoparticle-tagged targets

检出限 材料科学 胶体金 表面等离子共振 等离子体子 纳米颗粒 光纤 分析化学(期刊) 光电子学 光学 纳米技术 化学 物理 色谱法
作者
Changyu Shen,Zhenlin Huang,Xiaoman Chen,Wenwen Wang,Jun Zhou,Zhaokun Wang,Dejun Liu,Chenxia Li,Tianqi Zhao,Yang Zhang,Shiqing Xu,Wenjun Zhou,Wei Peng
出处
期刊:Biosensors and Bioelectronics [Elsevier]
卷期号:242: 115719-115719 被引量:2
标识
DOI:10.1016/j.bios.2023.115719
摘要

Nucleic acid (NA) is a widely-used biomarker for viruses. Accurate quantification of NA can provide a reliable basis for point-of-care diagnosis and treatment. Here, we propose a tilted fiber Bragg grating (TFBG)-based plasmonic fiber-optic spectral comb for fast response and ultralow limit NA detection. The TFBG is coated with a gold film which enables excitation of surface plasmon resonance (SPR), and single-stranded probe NAs with known base sequences are assembled on the gold film. To enhance sensitivity of refractive index (RI) for sensing a chosen combination of probe and target NAs around the TFBG surface, gold nanoparticles (AuNPs) are bonded to the target NA molecules as "RI-labels". The NA combination-induced aggregation of AuNPs induces significant spectral responses in the TFBG that would be below the detection threshold for the NAs in the absence of the AuNPs. The proposed TFBG-SPR NA sensor shows a fast response time of 30 s and an ultra-wide NA detection range from 1 × 10-18 mol/L to 1 × 10-7 mol/L. In the NA concentration range of 1 × 10-12 mol/L (1 pM) to 105 pM, an ultra-high sensitivity of 1.534 dB/lg(pM) is obtained. The sensor achieves an ultra-low limit of detection down to 1.0 × 10-18 mol/L (1 aM), which is more than an order of magnitude lower than the previous reports. The proposed sensor not only shows potentials in practical applications of NA detection, but also provides a new way for TFBG-SPR biochemical sensors to achieve higher RI sensitivity.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
1秒前
wjx发布了新的文献求助10
5秒前
Victor发布了新的文献求助10
5秒前
5秒前
kangshuai完成签到,获得积分10
5秒前
温乐萱发布了新的文献求助10
6秒前
认真雅阳完成签到 ,获得积分10
8秒前
lalala发布了新的文献求助10
8秒前
11秒前
wlp完成签到 ,获得积分10
11秒前
天王盖地虎完成签到,获得积分10
12秒前
zhao完成签到,获得积分10
15秒前
追寻远山发布了新的文献求助10
16秒前
wlp关注了科研通微信公众号
17秒前
nuomi完成签到,获得积分10
18秒前
20秒前
sobergod完成签到,获得积分10
21秒前
23秒前
白文博完成签到,获得积分10
24秒前
24秒前
Jasper应助温乐萱采纳,获得10
24秒前
pathway发布了新的文献求助10
24秒前
xiazhq完成签到,获得积分10
25秒前
大大彬完成签到 ,获得积分10
26秒前
xia完成签到,获得积分10
26秒前
打打应助Gaye采纳,获得10
26秒前
LL完成签到,获得积分10
27秒前
lalala发布了新的文献求助10
27秒前
28秒前
金花猪饲养员完成签到,获得积分10
28秒前
cxxxx发布了新的文献求助10
29秒前
yuxinyue完成签到 ,获得积分10
31秒前
长情巧曼完成签到 ,获得积分10
31秒前
碧蓝鹤完成签到 ,获得积分10
33秒前
33秒前
拂晓神剑完成签到,获得积分10
34秒前
34秒前
34秒前
波奇酱发布了新的文献求助30
35秒前
35秒前
高分求助中
The three stars each: the Astrolabes and related texts 1100
Sport in der Antike 800
De arte gymnastica. The art of gymnastics 600
Berns Ziesemer - Maos deutscher Topagent: Wie China die Bundesrepublik eroberte 500
Stephen R. Mackinnon - Chen Hansheng: China’s Last Romantic Revolutionary (2023) 500
Sport in der Antike Hardcover – March 1, 2015 500
Psychological Warfare Operations at Lower Echelons in the Eighth Army, July 1952 – July 1953 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 有机化学 工程类 生物化学 纳米技术 物理 内科学 计算机科学 化学工程 复合材料 遗传学 基因 物理化学 催化作用 电极 光电子学 量子力学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 2428529
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2114038
关于积分的说明 5359330
捐赠科研通 1841973
什么是DOI,文献DOI怎么找? 916706
版权声明 561476
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 490317