Label-Free Analysis of Protein Biomarkers Using Pattern-Optimized Graphene-Nanopyramid SERS for the Rapid Diagnosis of Alzheimer’s Disease
Notice bibliographique
Résumé
The quantitative and highly sensitive detection of biomarkers such as Tau proteins and Aβ polypeptides is considered one of the most effective methods for the early diagnosis of Alzheimer’s disease (AD). Surface-enhanced Raman spectroscopy (SERS) detection is a promising method that faces, however, challenges like insufficient sensitivity due to the non-optimized nanostructures for specialized analyte sizes and insufficient control of the location of SERS hot spots. Thus, the SERS detection of AD biomarkers is restricted. We reported here an in-depth study of the analytical Raman enhancement factor (EF) of the wafer-scale graphene-Au nanopyramid hybrid SERS substrates using a combination of both theoretical calculation and experimental measurements. Experimental results show that larger nanopyramids and smaller gap spacing lead to a larger SERS EF, with an optimized analytical EF up to 1.1 × 10 10 . The hybrid SERS substrate exhibited detection limits of 10 –15 M for Tau and phospho-Tau (P-Tau) proteins and 10 –14 M for Aβ polypeptides, respectively. Principal component analysis correctly categorized the SERS spectra of different biomarkers at ultralow concentrations (10 –13 M) using the optimized substrate. Amide III bands at 1200–1300 cm –1 reflect different structural conformations of proteins or polypeptides. Tau and P-Tau proteins are inherently disordered with a few α-helix residuals. The structure of Aβ42 polypeptides transitioned from the α-helix to the β-sheet as the concentration increased. These results demonstrate that the hybrid SERS method could be a simple and effective way for the label-free detection of protein biomarkers to enable the rapid early diagnosis of AD and other diseases.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| 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 tête enseignante, 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 ».