Digital Immunoassay for Sensitive Quantification of Blood Biomarkers using Solid-State Nanopores

纳米孔 免疫分析 纳米技术 化学 计算机科学 信号(编程语言) 数字聚合酶链反应 蛋白质组学 计算生物学 纳米孔测序 定量蛋白质组学 生物系统 灵敏度(控制系统) 材料科学 分析物 DNA 核酸 费斯特共振能量转移 寡核苷酸 生物标志物 生物传感器 分子生物物理学 适体
作者
Liqun He,Breeana Elliott,Philipp Mensing,Kyle Briggs,M. Godin,Jonathan Flax,James L. McGrath,Vincent Tabard‐Cossa
出处
期刊:
标识
DOI:10.26434/chemrxiv-2025-zth1z
摘要

Digital immunoassays enable highly sensitive detection of biomolecules, offering absolute quantification rather than relying on bulk signal intensity. We adapt a digital immunoassay scheme for a nanopore sensor – a versatile platform for single-molecule counting. Current nanopore sensors have demonstrated great progress when counting nucleic acids but struggle with proteins due to variability in translocation behaviour and limited recognition strategies. While recent advancements have highlighted the promise of nanopore platforms for protein studies, precise quantification remains a challenge. Here, building on previous work, we present a nanopore-based digital immunoassay that employs gold nanoparticle-mediated molecular amplification with single-molecule readout. This approach translates protein recognition into quantifiable DNA, enabling a precise digital assay. This assay employs a DNA NanoLock probe combined with a paramagnetic bead based immunocapture, where the target proteins trigger a structural transformation of the NanoLock, converting their presence into a binary DNA-based signal. By incorporating AuNPs carrying hundreds of DNA proxy reporters, we effectively amplify the detectable signal by two orders of magnitude, significantly improving sensitivity. We validate the performance of this system by detecting glial fibrillary acidic protein (GFAP), a biomarker for traumatic brain injury (TBI) and neurodegenerative diseases, in plasma samples and demonstrate high femtomolar-level sensitivity (~40 pg/mL). Using the NanoLock probe, we further mitigate previous challenges, with reduced assay times (hours), and extended dynamic range (3-log). The self-calibrating nature of this digital approach offers robust, reproducible measurements across different nanopores, eliminating inter-device variability and paving the way towards scalable point-of-care detection.
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
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
MRJJJJ完成签到,获得积分0
3秒前
纯真的梦竹完成签到,获得积分10
11秒前
又又完成签到,获得积分0
11秒前
科研牛马完成签到 ,获得积分10
12秒前
黑大侠完成签到 ,获得积分10
15秒前
笨笨忘幽完成签到,获得积分0
18秒前
合适铅笔完成签到 ,获得积分10
21秒前
CLTTT完成签到,获得积分0
27秒前
cjq完成签到 ,获得积分10
27秒前
辣椒小皇纸完成签到,获得积分10
28秒前
hxc发布了新的文献求助10
31秒前
turnsole完成签到,获得积分20
45秒前
MADAO完成签到 ,获得积分10
47秒前
hxc完成签到,获得积分10
53秒前
忧心的藏鸟完成签到 ,获得积分10
58秒前
整齐百褶裙完成签到 ,获得积分20
1分钟前
小新完成签到 ,获得积分10
1分钟前
长安的荔枝完成签到 ,获得积分10
1分钟前
1分钟前
打你完成签到,获得积分10
1分钟前
gmm发布了新的文献求助10
1分钟前
肥嘟嘟左卫门完成签到,获得积分10
1分钟前
韩钰小宝完成签到 ,获得积分10
1分钟前
科研通AI6.2应助gmm采纳,获得10
1分钟前
跳跃的鹏飞完成签到 ,获得积分0
1分钟前
辣椒完成签到,获得积分10
1分钟前
1分钟前
Copyright应助科研通管家采纳,获得10
1分钟前
Leo完成签到 ,获得积分10
1分钟前
zhangxasq完成签到,获得积分10
1分钟前
希音完成签到 ,获得积分10
1分钟前
1分钟前
追梦发布了新的文献求助10
2分钟前
LN完成签到,获得积分10
2分钟前
拓小八完成签到,获得积分0
2分钟前
xiaolizi完成签到,获得积分0
2分钟前
单纯的小土豆完成签到 ,获得积分0
2分钟前
李music完成签到,获得积分20
2分钟前
西瓜荔荔冰完成签到 ,获得积分10
2分钟前
pengyh8完成签到 ,获得积分10
2分钟前
高分求助中
Principles of Economics, 11th Edition 10000
University Physics with Modern Physics, 16th edition 10000
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Molecular Mechanisms of Photosynthesis, 4th Edition 1000
Organic Reactions, Volume 116 1000
Current concepts in cutaneous toxicity : proceedings of the Fourth Conference on Cutaneous Toxicity, Washington, D.C., May 9-11, 1979 1000
The recovery-stress questionnaires : user manual 800
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7257680
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8879569
关于积分的说明 18757426
捐赠科研通 6938034
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3201146
关于科研通互助平台的介绍 2375227
邀请新用户注册赠送积分活动 2176952