Lanthanide‐FRET Molecular Beacons for microRNA Biosensing, Logic Operations, and Physical Unclonable Functions
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Time‐resolved or time‐gated (TG) biosensing and bioimaging with luminescent lanthanide probes and Förster resonance energy transfer (FRET) have significantly advanced bioanalytical chemistry. However, the development of lanthanide‐based molecular beacons (MBs) has been rather limited. Here, we designed DNA stem‐loop MB probes against two different microRNAs (miR‐21 and miR‐27b) using Tb and Eu FRET donors and quenching (BHQ2) and fluorescent (Cy3) FRET acceptors. Limits of detection down to 190 pM and duplexed miR‐21/miR‐27b quantification at low nanomolar concentrations with Tb‐BHQ2 and Eu‐BHQ2 TG‐FRET MBs demonstrated the versatility and high analytical performance of lanthanide‐based MBs. The particular donor‐acceptor distances in the Tb‐Cy3 MB resulted in inverted nucleic acid target concentration‐dependent TG PL intensities in short (e. g., 0 to 40 μs) and long (e. g., 0.1 to 2.1 ms) TG detection windows after pulsed excitation. We showed that this specific feature of our TG‐FRET MBs can be adapted to the design of molecular logic devices (NOR, OR, NAND, AND, XNOR, XOR, IMPLEMENT, and INHIBIT). Moreover, the almost unlimited choice of TG detection windows and the distinct spectral features of Tb and Cy3 over a broad visible spectral range could be exploited to devise biophotonic physical unclonable functions for highly secure authentication and identification. Our study manifests the versatility of lanthanides for advanced biophotonic 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 | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| 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 ».