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Ultrasensitive and Label-Free Detection of the Measles Virus Using an N-Heterocyclic Carbene-Based Electrochemical Biosensor.
ACS Sensors ( IF 8.2 ) Pub Date : 2020-08-21 , DOI: 10.1021/acssensors.0c01250 Robert M Mayall 1 , Christene A Smith 2 , Alexander S Hyla 1 , Dianne S Lee 2 , Cathleen M Crudden 2 , Viola I Birss 1
ACS Sensors ( IF 8.2 ) Pub Date : 2020-08-21 , DOI: 10.1021/acssensors.0c01250 Robert M Mayall 1 , Christene A Smith 2 , Alexander S Hyla 1 , Dianne S Lee 2 , Cathleen M Crudden 2 , Viola I Birss 1
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With the current intense need for rapid and accurate detection of viruses due to COVID-19, we report on a platform technology that is well suited for this purpose, using intact measles virus for a demonstration. Cases of infection due to the measles virus are rapidly increasing, yet current diagnostic tools used to monitor for the virus rely on slow (>1 h) technologies. Here, we demonstrate the first biosensor capable of detecting the measles virus in minutes with no preprocessing steps. The key sensing element is an electrode coated with a self-assembled monolayer containing the measles antibody, immobilized through an N-heterocyclic carbene (NHC). The intact virus is detected by changes in resistance, giving a linear response to 10–100 μg/mL of the intact measles virus without the need to label or process the sample. The limit of detection is 6 μg/mL, which is at the lower limit of concentrations that can cause infections in primates. The NHC-based biosensors are shown to be superior to thiol-based systems, producing an approximately 10× larger response and significantly greater stability toward repeated measurements and long-term storage. This NHC-based biosensor thus represents an important development for both the rapid detection of the measles virus and as a platform technology for the detection of other biological targets of interest.
中文翻译：
使用基于N-杂环碳基的电化学生物传感器对麻疹病毒进行超灵敏且无标签的检测。
由于当前迫切需要快速，准确地检测由于COVID-19引起的病毒，因此我们报告了一种非常适合此目的的平台技术，其中使用了完整的麻疹病毒进行了演示。由于麻疹病毒引起的感染病例正在迅速增加，但是目前用于监测病毒的诊断工具依赖于慢速（> 1小时）技术。在这里，我们演示了第一个能够在几分钟内检测麻疹病毒而无需任何预处理步骤的生物传感器。关键传感元件是一个涂有自组装单层电极的电极，该单层包含通过N杂环卡宾（NHC）固定的麻疹抗体。完整病毒可通过抗药性变化进行检测，从而对10–100μg/ mL完整麻疹病毒产生线性响应，而无需标记或处理样品。检测极限为6μg/ mL，处于可能导致灵长类动物感染的最低浓度。事实证明，基于NHC的生物传感器优于基于硫醇的系统，对重复测量和长期存储而言，其响应提高了约10倍，并且稳定性大大提高。因此，这种基于NHC的生物传感器代表了快速检测麻疹病毒和作为检测其他感兴趣的生物靶标的平台技术的重要发展。
更新日期：2020-09-25
中文翻译：
使用基于N-杂环碳基的电化学生物传感器对麻疹病毒进行超灵敏且无标签的检测。
由于当前迫切需要快速，准确地检测由于COVID-19引起的病毒，因此我们报告了一种非常适合此目的的平台技术，其中使用了完整的麻疹病毒进行了演示。由于麻疹病毒引起的感染病例正在迅速增加，但是目前用于监测病毒的诊断工具依赖于慢速（> 1小时）技术。在这里，我们演示了第一个能够在几分钟内检测麻疹病毒而无需任何预处理步骤的生物传感器。关键传感元件是一个涂有自组装单层电极的电极，该单层包含通过N杂环卡宾（NHC）固定的麻疹抗体。完整病毒可通过抗药性变化进行检测，从而对10–100μg/ mL完整麻疹病毒产生线性响应，而无需标记或处理样品。检测极限为6μg/ mL，处于可能导致灵长类动物感染的最低浓度。事实证明，基于NHC的生物传感器优于基于硫醇的系统，对重复测量和长期存储而言，其响应提高了约10倍，并且稳定性大大提高。因此，这种基于NHC的生物传感器代表了快速检测麻疹病毒和作为检测其他感兴趣的生物靶标的平台技术的重要发展。
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