Tuning the Gold Nanoparticle Colorimetric Assay by Nanoparticle Size, Concentration, and Size Combinations for Oligonucleotide Detection
Notice bibliographique
Résumé
Gold nanoparticle (GNP)-based aggregation assay is simple, fast, and employs a colorimetric detection method. Although previous studies have reported using GNP-based colorimetric assay to detect biological and chemical targets, a mechanistic and quantitative understanding of the assay and effects of GNP parameters on the assay performance is lacking. In this work, we investigated this important aspect of the GNP aggregation assay including effects of GNP concentration and size on the assay performance to detect malarial DNA. Our findings lead us to propose three major competing factors that determine the final assay performance including the nanoparticle aggregation rate, plasmonic coupling strength, and background signal. First, increasing nanoparticle size reduces the Brownian motion and thus aggregation rate, but significantly increases plasmonic coupling strength. We found that larger GNP leads to stronger signal and improved limit of detection (LOD), suggesting a dominating effect of plasmonic coupling strength. Second, higher nanoparticle concentration increases the probability of nanoparticle interactions and thus aggregation rate, but also increases the background extinction signal. We observed that higher GNP concentration leads to stronger signal at high target concentrations due to higher aggregation rate. However, the fact the optimal LOD was found at intermediate GNP concentrations suggests a balance of two competing mechanisms between aggregation rate and signal/background ratio. In summary, our work provides new guidelines to design GNP aggregation-based POC devices to meet the signal and sensitivity needs for infectious disease diagnosis and other applications.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,002 | 0,003 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».