Engineering Biosensors with Dual Programmable Dynamic Ranges
Notice bibliographique
Résumé
Although extensively used in all fields of chemistry, molecular recognition still suffers from a significant limitation: host-guest binding displays a fixed, hyperbolic dose-response curve, which limits its usefulness in many applications. Here we take advantage of the high programmability of DNA chemistry and propose a universal strategy to engineer biorecognition-based sensors with dual programmable dynamic ranges. Using DNA aptamers as our model recognition element and electrochemistry as our readout signal, we first designed a dual signaling "signal-on" and "signal-off" adenosine triphosphate (ATP) sensor composed of a ferrocene-labeled ATP aptamer in complex to a complementary, electrode-bound, methylene-blue labeled DNA. Using this simple "dimeric" sensor, we show that we can easily (1) tune the dynamic range of this dual-signaling sensor through base mutations on the electrode-bound DNA, (2) extend the dynamic range of this sensor by 2 orders of magnitude by using a combination of electrode-bound strands with varying affinity for the aptamers, (3) create an ultrasensitive dual signaling sensor by employing a sequestration strategy in which a nonsignaling, high affinity "depletant" DNA aptamer is added to the sensor surface, and (4) engineer a sensor that simultaneously provides extended and ultrasensitive readouts. These strategies, applicable to a wide range of biosensors and chemical systems, should broaden the application of molecular recognition in various fields of chemistry.
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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 | 0,001 | 0,001 |
| 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) | 0,001 | 0,001 |
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 ».