RU2841951C1 - Method of obtaining sensor coating of biosensor with silicon-on-insulator structure for detecting nucleic acids - Google Patents
Method of obtaining sensor coating of biosensor with silicon-on-insulator structure for detecting nucleic acids Download PDFInfo
- Publication number
- RU2841951C1 RU2841951C1 RU2024109053A RU2024109053A RU2841951C1 RU 2841951 C1 RU2841951 C1 RU 2841951C1 RU 2024109053 A RU2024109053 A RU 2024109053A RU 2024109053 A RU2024109053 A RU 2024109053A RU 2841951 C1 RU2841951 C1 RU 2841951C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- biosensor
- sensor surface
- nucleic acids
- coating
- soi
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Изобретение относится к области молекулярной биологии, биотехнологии и молекулярной диагностики.The invention relates to the field of molecular biology, biotechnology and molecular diagnostics.
В настоящее время обнаружение социально-значимых заболеваний осуществляют в основном путем проведения иммуноферментного анализа (ИФА) или анализа на основе полимеразной цепной реакции (ПЦР). Данные системы имеют ряд существенных недостатков, а именно, высокие требования к квалификации персонала, наличие дорогостоящего оборудования, сложности при транспортировке, длительность и трудоемкость процесса, невозможность проведения анализа в местах оказания медицинской помощи.Currently, socially significant diseases are detected mainly by enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA) or polymerase chain reaction (PCR) analysis. These systems have a number of significant drawbacks, namely, high requirements for personnel qualifications, the presence of expensive equipment, difficulties in transportation, the duration and labor intensity of the process, and the impossibility of conducting analysis at the point of medical care.
Создание биосенсоров в качестве альтернативы ИФА и ПЦР значительно повлияло на разработку и изготовление функциональных устройств биологического распознавания, благодаря возможности быстрого и количественного определения биологических мишеней. Сейчас биосенсоры считаются золотым стандартом в повседневной практике из-за тщательно разработанного протокола изготовления, возможности проведения анализа в режиме реального времени и высокого отношения сигнала к шуму. Принцип работы биосенсора основан на способности формирования высокоспецифичного комплекса между зондом, иммобилизованным на поверхности сенсора, и анализируемой мишенью в исследуемом биологическом образце (слюна, кровь, моча и др.). После этого биохимический сигнал преобразуется в визуально или аппаратно-регистрируемый для последующей обработки. Для обеспечения точного и надежного детектирования сигнала, биосенсоры должны обладать высокими показателями чувствительности и специфичности к определяемому компоненту. Таким образом, чувствительность биосенсора в значительной степени зависит от используемого метода обнаружения формируемого комплекса, в то время как специфичность определяется характером взаимодействия иммобилизованных молекул с детектируемым маркером.The development of biosensors as an alternative to ELISA and PCR has significantly influenced the development and production of functional biological recognition devices due to the ability to quickly and quantitatively determine biological targets. Biosensors are now considered the gold standard in everyday practice due to their carefully developed manufacturing protocol, the ability to conduct real-time analysis, and a high signal-to-noise ratio. The principle of operation of a biosensor is based on the ability to form a highly specific complex between a probe immobilized on the sensor surface and the analyzed target in the biological sample being studied (saliva, blood, urine, etc.). After that, the biochemical signal is converted into a visually or hardware-recorded signal for subsequent processing. To ensure accurate and reliable signal detection, biosensors must have high sensitivity and specificity to the component being determined. Thus, the sensitivity of a biosensor largely depends on the method used to detect the complex being formed, while the specificity is determined by the nature of the interaction of the immobilized molecules with the detected marker.
Принцип работы современных белковых биосенсоров базируется на взаимодействиях антиген/антитело. Однако их чувствительность недостаточна для использования в большинстве анализов, также создание моноклональных антител и поиск специфических рецепторов довольно затруднительны. Кроме того, использование таких биосенсоров невозможно при ранней диагностике, до начала иммунного ответа.The operating principle of modern protein biosensors is based on antigen/antibody interactions. However, their sensitivity is insufficient for use in most analyses, and the creation of monoclonal antibodies and the search for specific receptors are quite difficult. In addition, the use of such biosensors is impossible in early diagnostics, before the onset of an immune response.
В связи с этим, разработка биосенсоров на основе нуклеиновых кислот представляет собой наиболее актуальное направление, а развитие в области генетики и геномики привело к пониманию, что такие биомолекулы, как дезоксирибонуклеиновые кислоты (ДНК) и рибонуклеиновые кислоты (РНК), можно использовать в качестве биомаркеров для получения ценной информации при ранней диагностике и мониторинге вирусных, онкологических и генетических заболеваний (Yong Е. Cancer biomarkers: written in blood. Nature. 511(7511), 524-527 (2014)). В силу небольшого объема образца и возможности работы с различными биологическими жидкостями, а также относительно высокой чувствительности, биосенсоры на основе нуклеиновых кислот (НК) стали популярны в качестве инструментов для клинического анализа генетических заболеваний и различных типов опухолей, диагностики вирусных и бактериальных инфекций, а также для обнаружения патогенных микроорганизмов.In this regard, the development of nucleic acid-based biosensors is the most relevant direction, and the development in the field of genetics and genomics has led to the understanding that biomolecules such as deoxyribonucleic acids (DNA) and ribonucleic acids (RNA) can be used as biomarkers to obtain valuable information in the early diagnosis and monitoring of viral, oncological and genetic diseases (Yong E. Cancer biomarkers: written in blood. Nature. 511 (7511), 524-527 (2014)). Due to the small sample volume and the ability to work with various biological fluids, as well as relatively high sensitivity, nucleic acid (NA)-based biosensors have become popular as tools for the clinical analysis of genetic diseases and various types of tumors, diagnosis of viral and bacterial infections, and for the detection of pathogenic microorganisms.
Благодаря развитию методов автоматического секвенирования НК стало возможным быстрое определение генома патогенов, что позволяет разработать методы их анализа на основе нуклеиновых кислот. Автоматизированный процесс синтеза олигонуклеотидов обеспечивает быстрый и дешевый способ получения специфических нуклеотидных зондов.The development of automated sequencing methods for NC has made it possible to rapidly determine the genome of pathogens, which allows the development of methods for their analysis based on nucleic acids. The automated process of oligonucleotide synthesis provides a fast and inexpensive way to obtain specific nucleotide probes.
Одним из современных перспективных высокотехнологичных биосенсоров является КНИ-биосенсор - микропроволочный транзистор со структурой кремний на изоляторе (Gao, A., Chen, S., Wang, Y., et al. Silicon Nanowire Field-effect-transistor-based Biosensor for Biomedical Applications. Sens. Mater. 30(8) (2018)). Преимуществами таких биосенсоров являются высокая чувствительность, детекция без использования меток и малое количество образца при анализе. Сенсорная поверхность КНИ-биосенсора представляет собой кремниевый кристалл, на поверхности которого располагаются кремниевые микро- или нанопроволоки. Принцип действия таких биосенсоров основан на изменении проводимости микро- или нанопроволоки при осаждении на нее заряженных молекул, которые индуцируют появление компенсирующих зарядов. Детектируемые молекулы при этом играют роль локального виртуального затвора. В результате этих процессов возникает ток, протекающий между электродами, расположенных с обеих сторон микро- или нанопроволоки. Работа с такой сверхчувствительной сенсорной поверхностью, которая отвечает на любое изменение или появление заряда, в том числе от низкомолекулярных ионов, требует проведения анализа в низкосолевых или вовсе бессолевых условиях. При этом природные нуклеиновые кислоты способны формировать устойчивые и специфичные молекулярные комплексы только в растворах с определенной ионной силой, что затрудняет их использование в биосенсорах по типу кремний на изоляторе.One of the modern promising high-tech biosensors is the SOI biosensor - a microwire transistor with a silicon-on-insulator structure (Gao, A., Chen, S., Wang, Y., et al. Silicon Nanowire Field-effect-transistor-based Biosensor for Biomedical Applications. Sens. Mater. 30(8) (2018)). The advantages of such biosensors are high sensitivity, label-free detection, and a small amount of sample during analysis. The sensor surface of the SOI biosensor is a silicon crystal with silicon micro- or nanowires located on its surface. The operating principle of such biosensors is based on a change in the conductivity of the micro- or nanowire when charged molecules are deposited on it, which induce the appearance of compensating charges. The detected molecules in this case play the role of a local virtual gate. As a result of these processes, a current flows between the electrodes located on both sides of the micro- or nanowire. Working with such a supersensitive sensor surface, which responds to any change or appearance of charge, including from low-molecular ions, requires analysis in low-salt or completely salt-free conditions. At the same time, natural nucleic acids are capable of forming stable and specific molecular complexes only in solutions with a certain ionic strength, which complicates their use in biosensors of the silicon-on-insulator type.
Нейтральные производные и аналоги нуклеиновых кислот (НК), в том числе содержащие остаток замещенного гуанидина на межнуклеотидном фосфате, перспективны в качестве зондов при разработке кремний на изоляторе (КНИ) биосенсоров, в которых формирование специфического сигнала связано с изменением локального заряда вблизи поверхности сенсора. Отсутствие заряда у таких производных НК позволяет образовывать гибридизационные комплексы в условиях с низкой ионной силой раствора, что приводит к увеличению длины Дебая, чувствительности и специфичности анализа на КНИ-биосенсоре по сравнению с нативными олигонуклеотидными зондами.Neutral derivatives and analogues of nucleic acids (NA), including those containing a substituted guanidine residue on the internucleotide phosphate, are promising as probes in the development of silicon-on-insulator (SOI) biosensors, in which the formation of a specific signal is associated with a change in the local charge near the sensor surface. The absence of a charge in such NA derivatives allows the formation of hybridization complexes under conditions of low ionic strength of the solution, which leads to an increase in the Debye length, sensitivity and specificity of the analysis on a SOI biosensor compared to native oligonucleotide probes.
В заявляемом изобретении используются следующие термины:The following terms are used in the claimed invention:
Гибридизация - соединение одноцепочечных комплементарных нуклеиновых кислот (зонд/мишень) в одну молекулу;Hybridization is the joining of single-stranded complementary nucleic acids (probe/target) into one molecule;
Длина Дебая - расстояние, на которое распространяется действие электрического поля отдельного заряда в нейтральной среде, состоящей из свободных отрицательно и положительно заряженных частиц;The Debye length is the distance over which the electric field of a single charge extends in a neutral medium consisting of free negatively and positively charged particles;
Зонд - молекула, способная присоединять анализируемое вещество;Probe - a molecule capable of attaching to the substance being analyzed;
Иммобилизация - процесс фиксации зонда на поверхности;Immobilization is the process of fixing the probe to the surface;
КНИ-биосенсор - биосенсор со структурой «кремний на изоляторе» на основе полевых транзисторов;SOI biosensor is a biosensor with a silicon-on-insulator structure based on field-effect transistors;
Мишень - молекула анализируемого вещества, которая выявляется с помощью зонда;Target - a molecule of the substance being analyzed that is detected using a probe;
Специфичность - способность биосенсора корректно выявлять только конкретную мишень в присутствии других компонентов образца;Specificity is the ability of a biosensor to correctly detect only a specific target in the presence of other components of the sample;
Чувствительность - способность биосенсора корректно выявлять присутствие мишени в образце.Sensitivity is the ability of a biosensor to correctly detect the presence of a target in a sample.
Известен способ модификации поверхности биосенсора на основе поликремниевого полевого транзистора с использованием 3-аминопропилтриэтоксисилана с последующей обработкой глутаровым альдегидом для ковалентной иммобилизации аминосодержащих фосфат-метилированных олигонуклеотидных зондов (Hu, W. P., Tsai, С.С, Yang, Y. S., et al. Synergetic improvements of sensitivity and specificity of nanowire field effect transistor gene chip by designing neutralized DNA as probe. Sci. Rep. 8(1), 12598. (2018)). В известном способе продемонстрирована возможность выявления только коротких последовательностей ДНК в 1 мМ бис-трис-пропане с пределом обнаружения до 0,1 фМ.A method is known for modifying the surface of a biosensor based on a polysilicon field-effect transistor using 3-aminopropyltriethoxysilane followed by treatment with glutaraldehyde for covalent immobilization of amino-containing phosphate-methylated oligonucleotide probes (Hu, W. P., Tsai, C. C., Yang, Y. S., et al. Synergetic improvements of sensitivity and specificity of nanowire field effect transistor gene chip by designing neutralized DNA as probe. Sci. Rep. 8(1), 12598. (2018)). The known method demonstrates the possibility of detecting only short DNA sequences in 1 mM bis-tris-propane with a detection limit of up to 0.1 fM.
Недостатком данного способа является ковалентная иммобилизация олигонуклеотидных зондов за счет использования 3-аминопропилтриэтоксисилана и глутарового альдегида. При использовании органофункциональных силанов сложен процесс контроля однородности покрытия и толщины слоя, который может достигать до 20 нм и не укладываться в длину Дебая, тем самым снижая чувствительность анализа. При иммобилизации зондов на сенсорную поверхность нанопроволочного полевого транзистора важно минимизировать расстояние между анализируемой молекулой и поверхностью нанопроволоки, так как максимальное влияние на проводимость имеет ближайшее окружение нанопроволоки. При использовании 3-аминопропилтриэтоксисилана повышается вероятность экранирования заряда от молекулы-мишени. Также для полностью модифицированного олигонуклеотидного зонда показана меньшая специфичность к комплементарной мишени в сравнении с немодифицированным зондом, в связи с чем нужно подбирать оптимальное количество и расположение модификаций.The disadvantage of this method is the covalent immobilization of oligonucleotide probes due to the use of 3-aminopropyltriethoxysilane and glutaraldehyde. When using organofunctional silanes, the process of controlling the coating homogeneity and layer thickness is complicated, which can reach up to 20 nm and not fit into the Debye length, thereby reducing the sensitivity of the analysis. When immobilizing probes on the sensor surface of a nanowire field-effect transistor, it is important to minimize the distance between the analyzed molecule and the surface of the nanowire, since the closest environment of the nanowire has the maximum effect on conductivity. When using 3-aminopropyltriethoxysilane, the probability of charge screening from the target molecule increases. Also, for a fully modified oligonucleotide probe, lower specificity to the complementary target is shown compared to an unmodified probe, and therefore it is necessary to select the optimal number and location of modifications.
Известен способ безметочного обнаружения ДНК с использованием пептидо-нуклеиновых (ПНК) зондов при помощи биосенсора на основе полевого транзистора из восстановленного оксида графена (Cai, В., Wang, S., Huang, L., et al. Ultrasensitive label-free detection of PNA-DNA hybridization by reduced graphene oxide field-effect transistor biosensor. ACS nano. 8(3), 2632-2638 (2014)). Модификацию сенсорной поверхности полевого транзистора осуществляют за счет π - π-стекинг-взаимодействия между пиреновой группой сукцинимидилового эфира 1-пиренбутановой кислоты и поверхностью графена. Иммобилизацию ПНК-зондов осуществляют путем образования амидной связи между реакционноспособной группой эфира, а раствор этаноламина используют для предотвращения возможных неспецифических взаимодействий. Исследовали возможность выявления комплементарной ДНК, ДНК с однонуклеотидным несоответствием и полностью некомплементарной ДНК. В данном техническом решении был достигнут предел обнаружения 100 фМ при гибридизации с короткой комплементарной молекулой ДНК с возможностью повторного использования биосенсора.A method for label-free DNA detection using peptide-nucleic acid (PNA) probes with a biosensor based on a field-effect transistor made of reduced graphene oxide is known (Cai, B., Wang, S., Huang, L., et al. Ultrasensitive label-free detection of PNA-DNA hybridization by reduced graphene oxide field-effect transistor biosensor. ACS nano. 8(3), 2632-2638 (2014)). The sensor surface of the field-effect transistor is modified by π - π stacking interaction between the pyrene group of 1-pyrenebutanoic acid succinimidyl ester and the graphene surface. Immobilization of PNA probes is carried out by forming an amide bond between the reactive group of the ester, and an ethanolamine solution is used to prevent possible non-specific interactions. The possibility of detecting complementary DNA, DNA with a single nucleotide mismatch and completely non-complementary DNA was investigated. In this technical solution, a detection limit of 100 fM was achieved during hybridization with a short complementary DNA molecule with the possibility of reusing the biosensor.
В известном способе продемонстрирована возможность выявления только коротких синтетических молекул ДНК. Недостатками данного способа являются длительность и высокая стоимость синтеза ПНК-зондов, плохая растворимость в воде и склонность зондов к формированию параллельных комплексов с мишенью, что приводит к снижению специфичности и получению ложных результатов.The known method demonstrates the possibility of detecting only short synthetic DNA molecules. The disadvantages of this method are the duration and high cost of synthesizing PNA probes, poor solubility in water, and the tendency of probes to form parallel complexes with the target, which leads to a decrease in specificity and false results.
Наиболее близким аналогом к заявляемому способу - прототипом, является способ получения сенсорного покрытия биосенсора со структурой кремний на изоляторе для выявления коротких последовательностей РНК (Dmitrienko, Е., Naumova, О., Fomin, В., et al. Surface modification of SOI-FET sensors for label-free and specific detection of short RNA analyte. Nanomedicine 11(16), 2073-2082 (2016)). Сенсорная поверхность биосенсора со структурой кремний на изоляторе (КНИ-биосенсора) представляет собой кремниевый кристалл, на котором располагаются кремниевые микро- или нанопроволоки, содержащие тонкую пленку оксида кремния. Способ заключается в предварительной очистке и подготовке сенсорной поверхности с помощью смеси концентрированной серной кислоты и 30% перекиси водорода, модификации сенсорной поверхности с использованием бифункционального реагента карбонилдиимидазола или 3-глицидоксипропилтриметоксисилана с последующей иммобилизацией незаряженных фосфорилгуанидиновых олиго(2'-ОМе)рибонуклеотидных зондов для обнаружения коротких РНК-мишеней. Чувствительность анализа на КНИ-биосенсоре, с полученной данным способом сенсорной поверхностью, составила 10-12М.The closest analogue to the claimed method - the prototype, is the method for obtaining a sensor coating of a biosensor with a silicon-on-insulator structure for detecting short RNA sequences (Dmitrienko, E., Naumova, O., Fomin, B., et al. Surface modification of SOI-FET sensors for label-free and specific detection of short RNA analyte. Nanomedicine 11(16), 2073-2082 (2016)). The sensor surface of a biosensor with a silicon-on-insulator structure (SOI biosensor) is a silicon crystal on which silicon micro- or nanowires containing a thin film of silicon oxide are located. The method involves preliminary cleaning and preparation of the sensor surface using a mixture of concentrated sulfuric acid and 30% hydrogen peroxide, modification of the sensor surface using the bifunctional reagent carbonyldiimidazole or 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane, followed by immobilization of uncharged phosphorylguanidine oligo(2'-OMe)ribonucleotide probes for detection of short RNA targets. The sensitivity of the analysis on the SOI biosensor with the sensor surface obtained using this method was 10 -12 M.
В прототипе продемонстрирована возможность обнаружения только коротких РНК-мишеней, при этом не показано специфическое выявление комплементарных мишеней, включая дискриминацию однонуклеотидных полиморфизмов, что значительно снижает диагностический потенциал технического решения. Также не продемонстрирована возможность обнаружения специфических последовательностей нуклеиновых кислот в биологических образцах, что накладывает ограничения на использование предложенного подхода в современных диагностических системах. Отсутствие всех вышеупомянутых технических решений не дает возможности выполнять одновременный анализ нескольких мишеней. В связи с чем, предложенный биосенсор невозможно рассматривать в качестве системы мультиплексной диагностики.The prototype demonstrates the possibility of detecting only short RNA targets, while specific detection of complementary targets, including discrimination of single-nucleotide polymorphisms, is not shown, which significantly reduces the diagnostic potential of the technical solution. The possibility of detecting specific nucleic acid sequences in biological samples is also not demonstrated, which imposes restrictions on the use of the proposed approach in modern diagnostic systems. The absence of all the above-mentioned technical solutions does not allow simultaneous analysis of several targets. In this regard, the proposed biosensor cannot be considered as a multiplex diagnostic system.
Задачей изобретения является разработка способа получения сенсорного покрытия биосенсора со структурой кремний на изоляторе для выявления нуклеиновых кислот.The objective of the invention is to develop a method for producing a sensor coating for a biosensor with a silicon-on-insulator structure for detecting nucleic acids.
Техническим результатом заявляемого изобретения является повышение чувствительности и специфичности анализа на КНИ-биосенсоре при обнаружении нуклеиновых кислот, а также повышение достоверности результатов анализа.The technical result of the claimed invention is an increase in the sensitivity and specificity of the analysis on the KNI biosensor when detecting nucleic acids, as well as an increase in the reliability of the analysis results.
Поставленная задача достигается предлагаемым способом, заключающимся в следующем.The stated task is achieved by the proposed method, which consists of the following.
Предварительно проводят синтез аминосодержащих незаряженных олигонуклеотидных зондов, содержащих остаток замещенного гуанидина на межнуклеотидном фосфате, по стандартному протоколу амидофосфитного автоматического синтеза (Reese, СВ. Oligo- and poly-nucleotides: 50 years of chemical synthesis. Org. Biomol. Chem. 3(21), 3851-3868 (2005)) с изменением стадии окисления, заданной структуры: 5' - (N-P-Gm)n-NH2 - 3', где N - нуклеозиды, Р - фосфатная группа, G - модификация, содержащая остаток замещенного гуанидина, m - количество модифицированных фосфатных групп, a n - количество мономерных звеньев (нуклеотидов), NH2 - аминогруппа, по которой происходит иммобилизация зонда. При этом количество модифицированных звеньев может варьироваться от 1 до полностью модифицированного олигонуклеотида.First, amine-containing uncharged oligonucleotide probes containing a substituted guanidine residue on the internucleotide phosphate are synthesized using the standard protocol of phosphoramidite automated synthesis (Reese, CB. Oligo- and poly-nucleotides: 50 years of chemical synthesis. Org. Biomol. Chem. 3(21), 3851-3868 (2005)) with a change in the oxidation stage of the given structure: 5' - (NPG m ) n -NH 2 - 3', where N is the nucleoside, P is the phosphate group, G is the modification containing a substituted guanidine residue, m is the number of modified phosphate groups, an is the number of monomer units (nucleotides), NH 2 is the amino group by which the probe is immobilized. The number of modified units can vary from 1 to a completely modified oligonucleotide.
На фиг. 1 представлены структуры азидов, используемых при синтезе аминосодержащих незаряженных олигонуклеотидных зондов, а на фиг. 2 - схема стадии окисления при амидофосфитном синтезе олигонуклеотидов.Fig. 1 shows the structures of azides used in the synthesis of amino-containing uncharged oligonucleotide probes, and Fig. 2 shows a diagram of the oxidation stage in the amidophosphite synthesis of oligonucleotides.
Метод введения таких модификаций полностью совместим со стандартными протоколами олигонуклеотидного синтеза, встраивание модификации осуществляют путем реализации альтернативного этапа окисления с использованием высокореакционноспособных электрондефицитных азидов (фиг. 1) (Zhukov S. A, Pyshnyi, D. V., Kupryushkin М. S. Synthesis of Novel Representatives of Phosphoryl Guanidine Oligonucleotides. Russ. J. Org. Chem. 3(21), 3851-3868 (2021)). Для получения аминосодержащих незаряженных олигонуклеотидных зондов проводят следующие основные стадии:The method for introducing such modifications is fully compatible with standard oligonucleotide synthesis protocols; the modification is incorporated by implementing an alternative oxidation step using highly reactive electron-deficient azides (Fig. 1) (Zhukov S. A, Pyshnyi, D. V., Kupryushkin M. S. Synthesis of Novel Representatives of Phosphoryl Guanidine Oligonucleotides. Russ. J. Org. Chem. 3(21), 3851-3868 (2021)). To obtain amino-containing uncharged oligonucleotide probes, the following main stages are carried out:
1. Присоединение (конденсация) амидофосфитного мономера согласно стандартному протоколу.1. Addition (condensation) of the amidophosphite monomer according to the standard protocol.
2. Измененная стадия окисления: обработка раствором соответствующего азида в ацетонитриле (фиг. 2)2. Modified oxidation stage: treatment with a solution of the corresponding azide in acetonitrile (Fig. 2)
3. Стадии кэпирования и деблокирования согласно стандартному протоколу.3. Capping and uncapping stages according to standard protocol.
Суть заявляемого способа. Сначала осуществляют активацию сенсорной поверхности КНИ-биосенсора с использованием реагента, не повреждающего поверхность биосенсора и приводящего к разрушению органических веществ, с формированием гидроксильных групп на сенсорной поверхности. В качестве активирующего реагента преимущественно используют 10% раствор бихромата калия в концентрированной серной кислоте. Далее на активированную поверхность наносят бифункциональный реагент карбонилдиимидазол или тиокарбонилдиимидазол в диапазоне концентраций от 0,1 до 20 мг/мл в органическом растворителе, приводящий к формированию покрытия, содержащего не менее одного остатка модифицирующего реагента, образующегося в ходе реакции с гидроксильными группами на сенсорной поверхности КНИ-биосенсора, с толщиной не более 1 нм. Затем на модифицированную сенсорную поверхность иммобилизуют аминосодержащие незаряженные олигонуклеотидные зонды, содержащие остаток замещенного гуанидина на межнуклеотидном фосфате, в диапазоне концентраций 10-9 - 10-6 М в буферном растворе со значениями рН от 7 до 11 с последующей отмывкой дистиллированной водой с формированием покрытия, содержащего не менее одного аминосодержащего незаряженного олигонуклеотидного зонда, с толщиной не более 10 нм.The essence of the claimed method. First, the sensor surface of the SOI biosensor is activated using a reagent that does not damage the surface of the biosensor and leads to the destruction of organic substances, with the formation of hydroxyl groups on the sensor surface. A 10% solution of potassium dichromate in concentrated sulfuric acid is preferably used as an activating reagent. Then, a bifunctional reagent carbonyldiimidazole or thiocarbonyldiimidazole is applied to the activated surface in a concentration range from 0.1 to 20 mg/ml in an organic solvent, leading to the formation of a coating containing at least one residue of the modifying reagent formed during the reaction with hydroxyl groups on the sensor surface of the SOI biosensor, with a thickness of no more than 1 nm. Then, amino-containing uncharged oligonucleotide probes containing a substituted guanidine residue on an internucleotide phosphate are immobilized onto the modified sensor surface in a concentration range of 10 -9 - 10 -6 M in a buffer solution with pH values from 7 to 11, followed by washing with distilled water to form a coating containing at least one amino-containing uncharged oligonucleotide probe, with a thickness of no more than 10 nm.
Полученные иммобилизованные олигонуклеотидные зонды со структурой 5' - (N-PGm)n-NH2 - 3' формируют гибридизационные комплексы с последовательностями анализируемых нуклеиновых кислот.The obtained immobilized oligonucleotide probes with the structure 5'-(N-PG m ) n -NH 2 - 3' form hybridization complexes with the sequences of the analyzed nucleic acids.
Использование КНИ-биосенсора с покрытием на сенсорной поверхности, полученным заявляемым способом, позволяет регистрировать более достоверные, специфичные и селективные результаты при проведении анализа нуклеиновых кислот, по сравнению с нативными олигонуклеотидами, без проведения амплификации.The use of a KNI biosensor with a coating on the sensor surface obtained by the claimed method allows for recording more reliable, specific and selective results when conducting nucleic acid analysis, compared to native oligonucleotides, without amplification.
Определяющими существенными отличиями предлагаемого способа от прототипа, являются:The defining significant differences between the proposed method and the prototype are:
1) В качестве модификатора сенсорной поверхности биосенсора используют карбонилдиимидазол или тиокарбонилдиимидазол в диапазоне концентраций от 0,1 до 20 мг/мл, при этом толщина нанесенного покрытия составляет не более 1 нм.1) Carbonyldiimidazole or thiocarbonyldiimidazole is used as a modifier of the sensor surface of the biosensor in a concentration range from 0.1 to 20 mg/ml, while the thickness of the applied coating is no more than 1 nm.
2) Для иммобилизации аминосодержащих модифицированных олигонуклеотидных зондов используют буферный раствор с рН от 7 до 11. В данных условиях аминогруппа остается непротонированной, что благоприятно сказывается на протекании реакции по механизму присоединения-отщепления.2) To immobilize amino-containing modified oligonucleotide probes, a buffer solution with a pH of 7 to 11 is used. Under these conditions, the amino group remains unprotonated, which has a favorable effect on the reaction proceeding via the addition-elimination mechanism.
3) Для подготовки сенсорной поверхности используют модифицированные олигонуклеотиды, содержащие от одного до 100% остатков замещенного гуанидина на межнуклеотидном фосфате, как вблизи сенсорной поверхности, так и равномерно распределенных по всему зонду, что позволяет минимизировать заряд на поверхности КНИ-биосенсора.3) To prepare the sensor surface, modified oligonucleotides are used, containing from one to 100% of substituted guanidine residues on the internucleotide phosphate, both near the sensor surface and evenly distributed throughout the probe, which allows minimizing the charge on the surface of the SOI biosensor.
4) Для выявления протяженных НК-мишеней используют от 1 до 10 олигонуклеотидных зондов на одну сенсорную проволоку КНИ-биосенсора, комплементарных различным участкам мишени для ее фиксации в нескольких точках.4) To detect extended NC targets, 1 to 10 oligonucleotide probes are used per sensor wire of the SOI biosensor, complementary to different areas of the target for its fixation at several points.
5) Для гибридизации модифицированных олигонуклеотидных зондов с НК-мишенью используют гибридизационный буфер, обеспечивающий рН от 5 до 8,5 и ионной силой раствора от 10-7 до 10-1 М, что приводит к существенному повышению отношения сигнал/шум.5) For hybridization of modified oligonucleotide probes with the NC target, a hybridization buffer is used that provides a pH from 5 to 8.5 and an ionic strength of the solution from 10 -7 to 10 -1 M, which leads to a significant increase in the signal-to-noise ratio.
Изобретение может быть использовано для получения биосенсоров со структурой кремний на изоляторе с иммобилизованными незаряженными олигонуклеотидными зондами, применяемых для выявления нуклеиновых кислот методом обратной молекулярной гибридизации, в том числе при диагностике генетических, вирусных и других заболеваний.The invention can be used to produce biosensors with a silicon-on-insulator structure with immobilized uncharged oligonucleotide probes used to detect nucleic acids by reverse molecular hybridization, including in the diagnosis of genetic, viral and other diseases.
Для демонстрации возможности проведения детекции НК-мишеней в биологических образцах в экспериментах используется многокомпонентная сыворотка крови, что позволяет применять предложенный способ получения сенсорного покрытия биосенсора со структурой кремний на изоляторе для выявления нуклеиновых кислот.To demonstrate the possibility of detecting NC targets in biological samples, multicomponent blood serum is used in experiments, which makes it possible to use the proposed method for obtaining a sensor coating for a biosensor with a silicon-on-insulator structure for detecting nucleic acids.
Изобретение иллюстрируется следующими фигурами.The invention is illustrated by the following figures.
На фиг. 1 представлены структуры азидов, используемых при синтезе аминосодержащих незаряженных олигонуклеотидных зондов, где: 1 - Гексафторфосфат 2-азидо-1,3-диметилимидазолидиния, 2 - Гексафторфосфат азидо-N,N,N',N'-тетраметилформамидиния 3 - Гексафторфосфат азидодипирролидинокарбения, 4 - Гуанил азид.Fig. 1 shows the structures of azides used in the synthesis of amino-containing uncharged oligonucleotide probes, where: 1 - 2-azido-1,3-dimethylimidazolidinium hexafluorophosphate, 2 - azido-N,N,N',N'-tetramethylformamidinium hexafluorophosphate, 3 - azidodipyrrolidinocarbenium hexafluorophosphate, 4 - guanyl azide.
На фиг. 2 представлена схема стадии окисления при амидофосфитном синтезе олигонуклеотидов по реакции Штаудингера, где 5-0.1 М раствор азида в ацетонитриле, 25°С, в течение 30 мин (для 1,2 фиг. 1); 0.25 М раствор азида в ацетонитриле, 25°С, в течение 1 часа (для 3 фиг. 1);. 0.1 М раствор азида в ацетонитриле, 25°С, в течение 1 часа (для 4 фиг. 1).Fig. 2 shows a diagram of the oxidation stage in the phosphoramidite synthesis of oligonucleotides using the Staudinger reaction, where 5-0.1 M azide solution in acetonitrile, 25°C, for 30 min (for 1, 2 Fig. 1); 0.25 M azide solution in acetonitrile, 25°C, for 1 hour (for 3 Fig. 1); 0.1 M azide solution in acetonitrile, 25°C, for 1 hour (for 4 Fig. 1).
На фиг. 3 представлено строение фосфорилгуанидиновых производных олигонуклеотидов, содержащих фосфатные группы, в которых на атоме фосфора введен остаток замещенного гуанидина.Fig. 3 shows the structure of phosphorylguanidine derivatives of oligonucleotides containing phosphate groups in which a residue of substituted guanidine is introduced onto the phosphorus atom.
На фиг. 4 представлена схема нанесения на сенсорную поверхность КНИ-биосенсора бифункционального реагента карбонилдиимидазола с последующей иммобилизацией аминосодержащих незаряженных олигонуклеотидных зондов, содержащих остаток замещенного гуанидина на межнуклеотидном фосфате, где 6 - концентрация карбонилдиимидазола 10 мг/мл ацетонитрила, 25°С, в течение 2 часов; 7 - концентрация олигонуклеотидного зонда 10-6 М, 50 мМ карбонат/бикарбонатный буфер, рН 10.4, 25°С, в течение 20 часов.Fig. 4 shows a diagram of the application of the bifunctional reagent carbonyldiimidazole to the sensor surface of the SOI biosensor, followed by the immobilization of amine-containing uncharged oligonucleotide probes containing a substituted guanidine residue on the internucleotide phosphate, where 6 is the concentration of carbonyldiimidazole 10 mg/ml acetonitrile, 25°C, for 2 hours; 7 is the concentration of the oligonucleotide probe 10 -6 M, 50 mM carbonate/bicarbonate buffer, pH 10.4, 25°C, for 20 hours.
На фиг. 5 представлена схема нанесения на сенсорную поверхность КНИ-биосенсора бифункционального реагента тиокарбонилдиимидазола с последующей иммобилизацией аминосодержащих незаряженных олигонуклеотидных зондов, содержащих остаток замещенного гуанидина на межнуклеотидном фосфате, где 8 - концентрация карбонилдиимидазола 10 мг/мл ацетонитрила, 25°С, в течение 2 часов; 9 - концентрация олигонуклеотидного зонда 10-6 М, 50 мМ карбонат/бикарбонатный буфер, рН 10.4, 25°С, в течение 20 часов.Fig. 5 shows a scheme for applying the bifunctional reagent thiocarbonyldiimidazole to the sensor surface of the SOI biosensor, followed by immobilization of amine-containing uncharged oligonucleotide probes containing a substituted guanidine residue on the internucleotide phosphate, where 8 is the concentration of carbonyldiimidazole 10 mg/ml acetonitrile, 25°C, for 2 hours; 9 is the concentration of the oligonucleotide probe 10 -6 M, 50 mM carbonate/bicarbonate buffer, pH 10.4, 25°C, for 20 hours.
На фиг. 6 представлены вольтамперные характеристики КНИ-биосенсора с иммобилизованными зондами, содержащими остаток замещенного гуанидина на межнуклеотидном фосфате, до (левый график) и после (правый график) гибридизации с короткой ДНК-мишенью в концентрации 10-9 М.Fig. 6 shows the volt-ampere characteristics of the SOI biosensor with immobilized probes containing a substituted guanidine residue on the internucleotide phosphate, before (left graph) and after (right graph) hybridization with a short DNA target at a concentration of 10 -9 M.
На фиг. 7 представлены вольтамперные характеристики кремниевых проволок КНИ-биосенсора, с иммобилизованными ДНК-зондами (кривые №11, 12) и зондами, содержащими остаток замещенного гуанидина на межнуклеотидном фосфате (кривые №6, 8), до (левый график) и после (правый график) гибридизации с протяженной рРНК-мишенью в концентрации 10-9 М. 6, 8, 11, 12 - номера проволок на КНИ-биосенсоре.Fig. 7 shows the volt-ampere characteristics of the silicon wires of the SOI biosensor with immobilized DNA probes (curves No. 11, 12) and probes containing a substituted guanidine residue on the internucleotide phosphate (curves No. 6, 8), before (left graph) and after (right graph) hybridization with an extended rRNA target at a concentration of 10 -9 M. 6, 8, 11, 12 are the numbers of the wires on the SOI biosensor.
На фиг. 8 представлены вольтамперные характеристики КНИ-биосенсора с иммобилизованными зондами, содержащими остаток замещенного гуанидина на межнуклеотидном фосфате, до (левый график) и после (правый график) гибридизации с протяженной РНК-мишенью в концентрации 10-9 М.Fig. 8 shows the volt-ampere characteristics of the SOI biosensor with immobilized probes containing a substituted guanidine residue on the internucleotide phosphate, before (left graph) and after (right graph) hybridization with an extended RNA target at a concentration of 10 -9 M.
На фиг. 9 представлен отклик КНИ-биосенсора при формировании гибридизационного комплекса с протяженной РНК-мишенью в диапазоне концентраций от 10-20 М до 10-7 М при напряжении на затворе 15 В.Fig. 9 shows the response of the SOI biosensor during the formation of a hybridization complex with an extended RNA target in the concentration range from 10 -20 M to 10 -7 M at a gate voltage of 15 V.
Способ подробнее проиллюстрирован ниже следующими примерами конкретного выполнения, которые не ограничивают объем изобретения.The method is illustrated in more detail below by the following examples of specific implementation, which do not limit the scope of the invention.
Пример 1.Example 1.
Для выявления мишеней нуклеиновых кислот, сенсорную поверхность КНИ-биосенсора активировали обработкой 10% раствором бихромата калия в концентрированной серной кислоте в течение 10 минут, затем промывали водой (3×10 мл) и этанолом (1×10 мл), далее проводили модификацию сенсорной поверхности бифункциональными реагентами. В качестве модифицирующих агентов использовали карбонилдиимидазол (10 мг/мл) в ацетонитриле (фиг. 4) или тиокарбонилдиимидазол (10 мг/мл) в ацетонитриле (фиг. 5) и выдерживали в течение 2 часов, затем промывали ацетонитрилом (2×10 мл) и высушивали. Иммобилизацию аминосодержащих модифицированных олигонуклеотидных зондов проводили в 50 мМ карбонат/бикарбонатном буфере, рН 10.4, по 0,5 мкл в концентрации 10-6 М на точку.To detect nucleic acid targets, the sensor surface of the SOI biosensor was activated by treatment with 10% potassium dichromate solution in concentrated sulfuric acid for 10 minutes, then washed with water (3×10 ml) and ethanol (1×10 ml), then the sensor surface was modified with bifunctional reagents. Carbonyldiimidazole (10 mg/ml) in acetonitrile (Fig. 4) or thiocarbonyldiimidazole (10 mg/ml) in acetonitrile (Fig. 5) were used as modifying agents and kept for 2 hours, then washed with acetonitrile (2×10 ml) and dried. Immobilization of amino-containing modified oligonucleotide probes was carried out in 50 mM carbonate/bicarbonate buffer, pH 10.4, 0.5 µl at a concentration of 10 -6 M per point.
Пример 2.Example 2.
Сенсорную поверхность КНИ-биосенсора обрабатывали 10% раствором бихромата калия в концентрированной серной кислоте в течение 10 минут, затем промывали водой (3×10 мл) и этанолом (1×10 мл), далее модифицировали карбонилдиимидазолом, выдерживая сенсорную поверхность в растворе реагента с концентрацией 10 мг/мл ацетонитрила в течение 2 часов, затем промывали ацетонитрилом (2×10 мл) и высушивали. На модифицированную поверхность КНИ-биосенсора иммобилизовали по 0,5 мкл 10-6 М на проволоку незаряженных аминосодержащих олигонуклеотидных зондов в 50 мМ карбонат/бикарбонатном буфере, рН 10.4, инкубировали 18 часов с последующей отмывкой водой. Выявление короткой ДНК-мишени (до 50 нуклеотидов) проводили при концентрации 10-9 М в 10 мМ фосфатном буферном растворе. Приведены вольтамперные характеристики КНИ-биосенсора (фиг. 6) до (левый график) и после (правый график) гибридизации с ДНК-мишенью.The sensor surface of the SOI biosensor was treated with a 10% solution of potassium dichromate in concentrated sulfuric acid for 10 minutes, then washed with water (3×10 ml) and ethanol (1×10 ml), then modified with carbonyldiimidazole by keeping the sensor surface in a reagent solution with a concentration of 10 mg/ml acetonitrile for 2 hours, then washed with acetonitrile (2×10 ml) and dried. 0.5 μl of 10 -6 M per wire of uncharged amine-containing oligonucleotide probes in 50 mM carbonate/bicarbonate buffer, pH 10.4, were immobilized on the modified surface of the SOI biosensor, incubated for 18 hours, followed by washing with water. The detection of a short DNA target (up to 50 nucleotides) was carried out at a concentration of 10 -9 M in a 10 mM phosphate buffer solution. The volt-ampere characteristics of the SOI biosensor (Fig. 6) are shown before (left graph) and after (right graph) hybridization with the DNA target.
Пример 3.Example 3.
Для демонстрации повышения чувствительности анализа на КНИ-биосенсоре при применении аминосодержащих незаряженных олигонуклеотидных зондов, содержащих остаток замещенного гуанидина на межнуклеотидном фосфате, по сравнению нативными олигонуклеотидами в качестве специфичных зондов при выявлении протяженных последовательностей НК-мишеней (более 400 нуклеотидов) сенсорную поверхность КНИ-биосенсора обрабатывали 10% раствором бихромата калия в концентрированной серной кислоте в течение 10 минут, затем промывали водой (3×10 мл) и этанолом (1×10 мл), далее модифицировали карбонилдиимидазолом, выдерживая сенсорную поверхность в растворе реагента с концентрацией 10 мг/мл ацетонитрила в течение 2 часов, затем промывали ацетонитрилом (2×10 мл) и высушивали. На модифицированную поверхность КНИ-биосенсора иммобилизовали три незаряженных аминосодержащих олигонуклеотидных зонда (фиг. 7, кривые 6, 8), соответствующих разным участкам РНК-мишени, по 0,5 мкл 10-6 М на одну проволоку в 50 мМ карбонат/бикарбонатном буфере, рН 10.4, и иммобилизовали три нативных аминосодержащих ДНК-зонда (фиг. 7, кривые 11, 12), соответствующих разным участкам РНК-мишени, по 0,5 мкл 10-6 М на другую проволоку в 50 мМ карбонат/бикарбонатном буфере, рН 10.4, инкубировали 18 часов с последующей отмывкой водой. Выявление протяженной РНК-мишени проводили при концентрации 10-9 М в 10 мМ фосфатном буферном растворе. На фиг. 7 приведены вольтамперные характеристики КНИ-биосенсора до (левый график) и после (правый график) гибридизации с протяженной РНК-мишенью. Продемонстрировано, что значения силы тока для проволок с иммобилизованными незаряженными олигонуклеотидными зондами, содержащими остаток замещенного гуанидина на межнуклеотидном фосфате, выше, чем для проволок с ДНК-зондами, позволяя повысить эффективность анализа на КНИ-биосенсоре.To demonstrate the increase in the sensitivity of the analysis on the SOI biosensor when using amino-containing uncharged oligonucleotide probes containing a substituted guanidine residue on the internucleotide phosphate, compared to native oligonucleotides as specific probes in the detection of extended sequences of NA targets (more than 400 nucleotides), the sensor surface of the SOI biosensor was treated with a 10% solution of potassium dichromate in concentrated sulfuric acid for 10 minutes, then washed with water (3 × 10 ml) and ethanol (1 × 10 ml), then modified with carbonyldiimidazole, keeping the sensor surface in a reagent solution with a concentration of 10 mg / ml acetonitrile for 2 hours, then washed with acetonitrile (2 × 10 ml) and dried. Three uncharged amine-containing oligonucleotide probes (Fig. 7, curves 6, 8) corresponding to different regions of the target RNA were immobilized on the modified surface of the SOI biosensor, 0.5 μl of 10 -6 M per wire in 50 mM carbonate/bicarbonate buffer, pH 10.4, and three native amine-containing DNA probes (Fig. 7, curves 11, 12) corresponding to different regions of the target RNA were immobilized on the other wire in 50 mM carbonate/bicarbonate buffer, pH 10.4, and incubated for 18 hours with subsequent washing with water. Detection of the extended target RNA was carried out at a concentration of 10 -9 M in 10 mM phosphate buffer solution. In Fig. Figure 7 shows the current-voltage characteristics of the SOI biosensor before (left graph) and after (right graph) hybridization with an extended RNA target. It is demonstrated that the current values for wires with immobilized uncharged oligonucleotide probes containing a substituted guanidine residue on the internucleotide phosphate are higher than for wires with DNA probes, allowing for an increase in the efficiency of analysis on the SOI biosensor.
Пример 4.Example 4.
Сенсорную поверхность КНИ-биосенсора обрабатывали 10% раствором бихромата калия в концентрированной серной кислоте в течение 10 минут, затем промывали водой (3×10 мл) и этанолом (1×10 мл), далее модифицировали карбонилдиимидазолом, выдерживая сенсорную поверхность в растворе реагента с концентрацией 10 мг/мл ацетонитрила в течение 2 часов, затем промывали ацетонитрилом (2×10 мл) и высушивали. На модифицированную поверхность КНИ-биосенсора иммобилизовали три незаряженных аминосодержащих олигонуклеотидных зонда, соответствующих разным участкам РНК-мишени, по 0,5 мкл 10-6 М на проволоку в 50 мМ карбонат/бикарбонатном буфере, рН 10.4, инкубировали 18 часов с последующей отмывкой водой. Выявление протяженной РНК-мишени (более 400 нуклеотидов) проводили в диапазоне концентраций 10-20 - 10-7 М в 10 мМ фосфатном буферном растворе. На фиг. 8 приведены вольтамперные характеристики КНИ-биосенсора до (левый график) и после (правый график) гибридизации с протяженной РНК-мишенью и отклик КНИ-биосенсора при пороговом напряжении 15 В. (фиг. 9). Продемонстрирована чувствительность КНИ-биосенсора на аттомолярном уровне 10-17 М, что соответствует 15 молекулам РНК-мишени в образце.The sensor surface of the SOI biosensor was treated with 10% potassium dichromate solution in concentrated sulfuric acid for 10 minutes, then washed with water (3×10 ml) and ethanol (1×10 ml), then modified with carbonyldiimidazole by keeping the sensor surface in a reagent solution with a concentration of 10 mg/ml acetonitrile for 2 hours, then washed with acetonitrile (2×10 ml) and dried. Three uncharged amine-containing oligonucleotide probes corresponding to different regions of the target RNA were immobilized on the modified surface of the SOI biosensor, 0.5 μl of 10 -6 M per wire in 50 mM carbonate/bicarbonate buffer, pH 10.4, incubated for 18 hours, followed by washing with water. The detection of the extended RNA target (more than 400 nucleotides) was carried out in the concentration range of 10 -20 - 10 -7 M in 10 mM phosphate buffer solution. Figure 8 shows the current-voltage characteristics of the SOI biosensor before (left graph) and after (right graph) hybridization with the extended RNA target and the response of the SOI biosensor at a threshold voltage of 15 V (Fig. 9). The sensitivity of the SOI biosensor at the attomolar level of 10 -17 M is demonstrated, which corresponds to 15 molecules of the RNA target in the sample.
Предлагаемый способ позволяет проводить детекцию как коротких, так и протяженных (более 400 нуклеотидов) нуклеиновых кислот (ДНК и РНК-мишеней), а также обеспечивает выявление даже однонуклеотидных несоответствий. Чувствительность анализа, проводимого с использованием КНИ-биосенсора с покрытием на сенсорной поверхности, полученным предлагаемым способом, составляет до 15 молекул НК-мишени в образце. Возможно повторное использование КНИ-биосенсора.The proposed method allows for the detection of both short and long (more than 400 nucleotides) nucleic acids (DNA and RNA targets), and also ensures the detection of even single-nucleotide mismatches. The sensitivity of the analysis performed using the SOI biosensor with a coating on the sensor surface obtained by the proposed method is up to 15 molecules of the NC target in the sample. The SOI biosensor can be reused.
Изобретение может быть использовано для получения биосенсоров со структурой кремний на изоляторе с иммобилизованными незаряженными олигонуклеотидными зондами, применяемых для выявления нуклеиновых кислот (НК-мишеней) методом обратной молекулярной гибридизации, в том числе при диагностике генетических, вирусных и других заболеваний.The invention can be used to produce biosensors with a silicon-on-insulator structure with immobilized uncharged oligonucleotide probes used to detect nucleic acids (NA targets) by the reverse molecular hybridization method, including in the diagnosis of genetic, viral and other diseases.
Claims (7)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2841951C1 true RU2841951C1 (en) | 2025-06-18 |
Family
ID=
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2698134C2 (en) * | 2017-12-04 | 2019-08-22 | Общество с ограниченной ответственностью "Биолабмикс" | Method for amplification of nucleic acids using phosphoryl-guanidine oligonucleotides |
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2698134C2 (en) * | 2017-12-04 | 2019-08-22 | Общество с ограниченной ответственностью "Биолабмикс" | Method for amplification of nucleic acids using phosphoryl-guanidine oligonucleotides |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| DMITRIENKO, Е., et al. Surface modification of SOI-FET sensors for label-free and specific detection of short RNA analyte. Nanomedicine, 2016, v.11, No.16, p.2073-2082. ДМИТРИЕНКО Е. В. И ДР. Валидация гетерофазного анализа РНК с помощью КНИ-биосенсора. АВТОМЕТРИЯ, 2021, т.57, No.1, p.50-56. LOMZOV A. A. et al. Diastereomers of a mono-substituted phosphoryl guanidine trideoxyribonucleotide: Isolation and properties. Biochemical and Biophysical Research Communications, 2019, v.513, No.4, p.807 - 811. * |
| HU W. P., et al. Synergetic improvements of sensitivity and specificity of nanowire field effect transistor gene chip by designing neutralized DNA as probe. Sci. Rep. 2018, v.8, No.1, 12598. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| TWI723321B (en) | Biofet sensor, microfluidic system and using method thereof | |
| US8940663B2 (en) | Nano-scale biosensors | |
| US8962279B2 (en) | Solid-phase chelators and electronic biosensors | |
| US20070259359A1 (en) | Nanoelectronic Detection of Biomolecules Employing Analyte Amplification and Reporters | |
| US8465926B2 (en) | Method and system for real time quantification and monitoring of nucleic acid amplification using electroconductive or electrochemically active labels | |
| JP6998574B2 (en) | Detection method including signal amplifier | |
| KR101048429B1 (en) | Target material detection and quantification method using biochip | |
| US10570461B2 (en) | Methods of detecting tumor cells | |
| JP2009532064A (en) | Nanoelectronic detection of biomolecules using analyte amplification and reporter | |
| EP2700937A1 (en) | Electrode chip for detecting biological molecule, and method for detecting biological molecule | |
| US11280758B2 (en) | Single-particle bridge assay for amplification-free electrical detection of ultralow-concentration biomolecules and non-biological molecules | |
| US7049073B2 (en) | Double stranded nucleic acid biochips | |
| RU2841951C1 (en) | Method of obtaining sensor coating of biosensor with silicon-on-insulator structure for detecting nucleic acids | |
| KR101262644B1 (en) | kit for detecting target DNA comprising thrombin marker | |
| US20240392395A1 (en) | Polypurine reverse hoogsteen hairpins and parallel clamps and their use as biosensors | |
| KR101731400B1 (en) | Non-Amplification Method for DNA Detection Using Gold Nanoparticle and Magnetic Bead Particle | |
| Miyahara et al. | Microbial genetic analysis based on field effect transistors | |
| JP2001013103A (en) | Method for detecting and quantitatively determining sample nucleic acid fragment by scanning electrochemical microscope | |
| Aviñó Andrés et al. | Detection of SARS-CoV-2 Virus by Triplex Enhanced Nucleic Acid Detection Assay (TENADA) | |
| Hasan | Electrochemical protein detection by target-responsive programmable dynamic DNA assembly | |
| Cansız | Development of a sandwich-type dna array platform for the detection of label-free oligonucleotide targets |