Impact of 2’-fluoro nucleobase modifications on CD detection, sensitivity and specificity of short oligonucleotides bound to alginate hydrogels
Notice bibliographique
Résumé
Chemical modification of oligonucleotides has aided in the advancement of various therapeutic applications; however, their impact on biosensor performance remains understudied. As demand grows for rapid, sensitive, and portable detection technologies in healthcare, environmental, and forensic fields, leveraging the effects of chemical modifications with spectroscopic detection methods offers an opportunity to improve biosensor performance. Herein, we synthesize label-free oligonucleotide-bound alginate hydrogels as biosensors and use circular dichroism (CD) spectroscopy to detect and confirm DNA and RNA hybridization without amplification or labelling. We particularly focus on the impact of 2’-fluoro modifications on biosensor sensitivity and specificity. Fluorine-modified DNA-based biosensors demonstrate more than a threefold increase in sensitivity compared to unmodified DNA. RNA-based biosensors displayed a similar trend, where 2’-fluoro nucleobase modifications significantly lowered the LOD. Biosensor specificity is evaluated by adding mixtures containing up to four non-complementary strands to the alginate-oligo hydrogels. Fluorine-modified biosensors consistently demonstrated greater specificity with more distinct shifts in CD spectra compared to unmodified DNA. Principal component analysis was applied to differentiated samples with and without a bound complement. Additionally, when thermal melt data was combined with CD spectral data it was possible with a random forest model to predict whether unknown samples demonstrated complement binding, with accuracies of 95 % and 83% for 2’-F modified and unmodified oligos, respectively. Our findings highlight the enhancement in biosensor sensitivity and specificity conferred by 2’-fluoro modifications, demonstrating their potential for improved label-free, amplification-free detection of oligonucleotides in complex environmental and forensic samples.
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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 | 0,002 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 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 | 0,000 | 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 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 ».