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Gold Albumin Sandwich Structures for Enhanced Biosensing Using Surface Plasmon Resonance
Physica Status Solidi (A) - Applications and Materials Science Pub Date : 2021-05-22 , DOI: 10.1002/pssa.202100029 Fabian Rüger 1 , Michael Keusgen 1 , Doru Vornicescu 1
Physica Status Solidi (A) - Applications and Materials Science Pub Date : 2021-05-22 , DOI: 10.1002/pssa.202100029 Fabian Rüger 1 , Michael Keusgen 1 , Doru Vornicescu 1
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The sensitivity of surface plasmon resonance (SPR) is limited by physico-optical constraints like the quality of the optical elements, resolution of the optical detection element, and temperature control, but also by the surface area of the gold layer, which serves for interaction events. To increase the utilized sensing surface area, gold-coated chips are loaded with gold nanoparticles (AuNPs). The nanoparticles are synthesized by two different methods and in different sizes. Experimental conditions are elaborated to bind AuNPs stabilized in citrate buffer directly to a SPR surface, which is coated with bovine serum albumin (BSA) prior to binding. The formed sandwich structures are functional without additional coupling steps and provide a time-efficient tool for rapid and sensitive detection of various biomolecules. The AuNPs are successfully loaded with streptavidin (SaV). This allows convenient immobilization of all kinds of biotinylated molecules (e.g., enzymes, antibodies, etc.). The latter strategy has the advantage to circumvent the denaturation of proteins, which is caused by close contact to gold surfaces. Limit of detection and limit of quantification are found to be in the femtomolar range.
中文翻译：
利用表面等离子体共振增强生物传感的金白蛋白三明治结构
表面等离子共振 (SPR) 的灵敏度受物理光学约束（如光学元件的质量、光学检测元件的分辨率和温度控制）的限制，但也受用于相互作用的金层的表面积的限制事件。为了增加使用的传感表面积，镀金芯片装载有金纳米粒子 (AuNPs)。纳米颗粒是通过两种不同的方法合成的，并且具有不同的尺寸。精心设计实验条件以将在柠檬酸盐缓冲液中稳定的 AuNP 直接结合到 SPR 表面，该表面在结合之前涂有牛血清白蛋白 (BSA)。形成的夹心结构无需额外的耦合步骤即可发挥功能，并为各种生物分子的快速灵敏检测提供了一种省时的工具。AuNPs 成功加载了链霉亲和素 (SaV)。这允许方便地固定所有种类的生物素化分子（例如，酶、抗体等）。后一种策略具有避免蛋白质变性的优势，这是由与金表面的紧密接触引起的。发现检测限和定量限在飞摩尔范围内。
更新日期：2021-07-09
中文翻译：
利用表面等离子体共振增强生物传感的金白蛋白三明治结构
表面等离子共振 (SPR) 的灵敏度受物理光学约束（如光学元件的质量、光学检测元件的分辨率和温度控制）的限制，但也受用于相互作用的金层的表面积的限制事件。为了增加使用的传感表面积，镀金芯片装载有金纳米粒子 (AuNPs)。纳米颗粒是通过两种不同的方法合成的，并且具有不同的尺寸。精心设计实验条件以将在柠檬酸盐缓冲液中稳定的 AuNP 直接结合到 SPR 表面，该表面在结合之前涂有牛血清白蛋白 (BSA)。形成的夹心结构无需额外的耦合步骤即可发挥功能，并为各种生物分子的快速灵敏检测提供了一种省时的工具。AuNPs 成功加载了链霉亲和素 (SaV)。这允许方便地固定所有种类的生物素化分子（例如，酶、抗体等）。后一种策略具有避免蛋白质变性的优势，这是由与金表面的紧密接触引起的。发现检测限和定量限在飞摩尔范围内。
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