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Microporous Nanocomposite Enabled Microfluidic Biochip for Cardiac Biomarker Detection
ACS Applied Materials & Interfaces ( IF 8.3 ) Pub Date : 2017-09-22 00:00:00 , DOI: 10.1021/acsami.7b07590 Nawab Singh 1 , Md. Azahar Ali 2 , Prabhakar Rai 3 , Ashutosh Sharma 3 , B. D. Malhotra 4 , Renu John 1
ACS Applied Materials & Interfaces ( IF 8.3 ) Pub Date : 2017-09-22 00:00:00 , DOI: 10.1021/acsami.7b07590 Nawab Singh 1 , Md. Azahar Ali 2 , Prabhakar Rai 3 , Ashutosh Sharma 3 , B. D. Malhotra 4 , Renu John 1
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This paper demonstrates an ultrasensitive microfluidic biochip nanoengineered with microporous manganese-reduced graphene oxide nanocomposite for detection of cardiac biomarker, namely human cardiac troponin I. In this device, the troponin sensitive microfluidic electrode consisted of a thin layer of manganese-reduced graphene oxide (Mn3O4-RGO) nanocomposite material. This nanocomposite thin layer was formed on surface of a patterned indium tin oxide substrate after modification with 3-aminopropyletriethoxysilane and was assembled with a polydimethylsiloxane-based microfluidic system. The nanoengineered microelectrode was functionalized with antibodies specific to cardiac troponin I. The uniformly distributed flower-shaped nanostructured manganese oxide (nMn3O4) onto RGO nanosheets offered large surface area for enhanced loading of antibody molecules and improved electrochemical reaction at the sensor surface. This microfluidic device showed an excellent sensitivity of log [87.58] kΩ/(ng mL–1)/cm2 for quantification of human cardiac troponin I (cTnI) molecules in a wide detection range of 0.008–20 ng/mL. This device was found to have high stability, high reproducibility, and minimal interference with other biomarkers cardiac troponin C and T, myoglobin, and B-type natriuretic peptide. These advantageous features of the Mn3O4-RGO nanocomposite, in conjunction with microfluidic integration, enabled a promising microfluidic biochip platform for point-of-care detection of cardiac troponin.
中文翻译：
具有微孔纳米复合功能的微流控生物芯片，可用于心脏生物标志物检测
本文演示了用微孔锰还原的氧化石墨烯纳米复合材料纳米工程化的超灵敏微流控生物芯片，用于检测心脏生物标记物，即人心肌肌钙蛋白I。在该设备中，肌钙蛋白敏感的微流控电极由薄层的锰还原氧化石墨烯（Mn 3 O 4 -RGO）纳米复合材料。该纳米复合材料薄层在用3-氨基丙基乙氧基乙氧基硅烷改性后形成在图案化的铟锡氧化物基板的表面上，并与基于聚二甲基硅氧烷的微流体系统组装在一起。用对心脏肌钙蛋白I特异的抗体对纳米工程化的微电极进行功能化。均匀分布的花状纳米结构锰氧化物（nMn 3O 4）到RGO纳米片上可提供较大的表面积，以增强抗体分子的负载并改善传感器表面的电化学反应。这种微流体装置在0.008–20 ng / mL的宽检测范围内，对定量人心脏肌钙蛋白I（cTnI）分子显示出极好的log [87.58]kΩ/（ng mL –1）/ cm 2灵敏度。发现该装置具有高稳定性，高重现性，并且对其他生物标志物心肌肌钙蛋白C和T，肌红蛋白和B型利钠肽的干扰最小。Mn 3 O 4的这些有利特征-RGO纳米复合材料与微流体整合相结合，为心脏肌钙蛋白的即时检测提供了一个有前途的微流体生物芯片平台。
更新日期：2017-09-22
中文翻译：
具有微孔纳米复合功能的微流控生物芯片，可用于心脏生物标志物检测
本文演示了用微孔锰还原的氧化石墨烯纳米复合材料纳米工程化的超灵敏微流控生物芯片，用于检测心脏生物标记物，即人心肌肌钙蛋白I。在该设备中，肌钙蛋白敏感的微流控电极由薄层的锰还原氧化石墨烯（Mn 3 O 4 -RGO）纳米复合材料。该纳米复合材料薄层在用3-氨基丙基乙氧基乙氧基硅烷改性后形成在图案化的铟锡氧化物基板的表面上，并与基于聚二甲基硅氧烷的微流体系统组装在一起。用对心脏肌钙蛋白I特异的抗体对纳米工程化的微电极进行功能化。均匀分布的花状纳米结构锰氧化物（nMn 3O 4）到RGO纳米片上可提供较大的表面积，以增强抗体分子的负载并改善传感器表面的电化学反应。这种微流体装置在0.008–20 ng / mL的宽检测范围内，对定量人心脏肌钙蛋白I（cTnI）分子显示出极好的log [87.58]kΩ/（ng mL –1）/ cm 2灵敏度。发现该装置具有高稳定性，高重现性，并且对其他生物标志物心肌肌钙蛋白C和T，肌红蛋白和B型利钠肽的干扰最小。Mn 3 O 4的这些有利特征-RGO纳米复合材料与微流体整合相结合，为心脏肌钙蛋白的即时检测提供了一个有前途的微流体生物芯片平台。
京公网安备 11010802027423号