Ferrocenyl-Based Signal Amplification across Self-Assembled Monolayers in Electrochemical Biosensors
Notice bibliographique
Résumé
A major challenge in effectively treating infections is to provide timely diagnosis of a bacterial or viral agent. Current cell culture methods require > 24 hours to identify the cause of infection. The Toll-Like Receptor (TLR) family of proteins from the human immune system can rapidly identify classes of pathogens and has been shown to work well in an impedance-based biosensor, where the protein is attached to a Au electrode via a self-assembled monolayer (SAM). While the sensitivity of these sensors has been good, they contain a high resistance (>1 kΩ) SAM, generating relatively small signals and requiring longer data collection times, which is ill-suited to implementation outside of a laboratory. Here, we describe a refined approach to increasing the signal magnitude and decreasing the measurement time of a TLR-4 biosensor by inserting a redox-active ferrocenyl-terminated alkane thiol into a mixed SAM containing hydroxyl- and carboxyl-terminated alkane thiols. The introduction of ferrocene into the SAM provides an avenue for the electrochemical mediation of soluble redox couples. This dramatically increases the measured current across the SAM when compared to SAMs that do not contain such a redox-active moiety, with confirmation of the intended surface modification of the Au electrodes obtained using a variety of advanced surface techniques. It is shown that these TLR-4 biosensors, utilizing the ferrocene-based SAMs, exhibit a ≤ 1 kΩ interfacial resistance that can be measured in less than one minute. These biosensors respond selectively to their intended target, Gram-negative bacteria, while remaining insensitive to Gram-positive bacteria or viral particles. These sensors were further interrogated with an inexpensive (< $100) open-source hand-held potentiostat that could be easily employed in a non-laboratory setting, including in remote or third-world applications. Figure 1
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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 | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,002 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,002 | 0,002 |
| 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 ».