توضیحات
ABSTRACT
A novel optical sensor for label-free biomolecular binding assay using a one-dimensional photonic crystal in a total-internal-reflection geometry is proposed and demonstrated. The simple configuration provides a narrow optical resonance to enable sensitive measurements of molecular binding, and at the same time employs an open interface to enable real-time measurements of binding dynamics. Ultrathin aminopropyltriethoxysilane/ glutaraldehyde films adsorbed on the interface were detected by measuring the spectral shift of the photonic crystal resonance and the intensity ratio change in a differential reflectance measurement. A detection limit of 6×10-5 nm for molecular layer thickness was obtained, which corresponds to a detection limit for analyte adsorption of 0.06 pg/mm2 or a refractive index resolution of 3×10-8 RIU; this represents a significant improvement relative to state-of-the-art surface-plasmon-resonance-based systems.
INTRODUCTION
Novel optical methods for performing binding assays have attracted growing attention driven by increasing demands for better nderstanding of specific interactions between biomolecules, which provide a chemical foundation for all cellular processes. The general approach is to exploit the shift or broadening of a resonant optical structure that occurs when the binding of analyte molecules to the structure modifies the local index of refraction. This approach is label-free, in contrast to fluorescence- ased methods, and under some circumstances can provide information on binding dynamics as well as binding affinity. The most widely used assay utilizes the surface-plasmon resonance (SPR) effect , which works well for large analyte molecules with reasonably high binding affinities, and is employed in commercially available instruments. In order to achieve higher sensitivity, resonant optical cavities of various sorts have been employed (see below), but these structures suffer from limitations either of mass transport into the device, or from nontrivial coupling into high-Q resonant cavities. In this paper we present a novel optical structure that achieves significantly higher sensitivity than SPR-based devices, but involves a simple geometry and can measure real-time surface binding without mass transport limitations.
چکیده
یک سنسور نور جدید برای آزمون بیو مولکولی بدون برچسب با استفاده از یک بلور فوتونی یک بعدی در هندسه بازتاب کل درونی پیشنهاد و نشان داده شده است. پیکربندی ساده یک رزونانس نوری باریک را برای اندازه گیری های حساس اتصال مولکولی فراهم می کند و در عین حال یک رابط باز را برای فعال کردن اندازه گیری های زمان واقعی از پویایی اتصال استفاده می کند. فیلم های آمینوپروپیلتری تریتوفاسیلان / گلوتارالدئید Ultrathin / adsorbed در رابط توسط اندازه گیری تغییر طیفی رزونانس کریستال فوتونی و تغییر نسبت شدت در یک اندازه گیری بازتابی دیفرانسیل تشخیص داده شد. محدودیت تشخیص 5 × 10-5 نانومتر برای ضخامت لایه مولکولی بدست آمده است که با محدودیت تشخیص جذب آنالیتی 0.06 pg / mm 2 و یا یک ریزش ریز ریز RIU 3 × 10-8 مطابقت دارد. این نشان دهنده بهبود قابل ملاحظه ای نسبت به سیستم های مبتنی بر پیشرفته سطح پلاسما-رزونانس است.
مقدمه
روشهای نوری نوین برای انجام آزمونهای اتصال توجه توجه بیشتری را به دنبال افزایش تقاضا برای درک بهتر برهمکنش های خاص بین مولکول های بیولوژیکی که پایه شیمیایی برای تمام پروسه های سلولی را فراهم می کنند، جذب کرده است. رویکرد کلی این است که از تغییر یا گسترش یک ساختار نوری رزونانس که هنگام اتصال مولکولهای آنالیت به ساختار، شاخص شاخص رفرش را تغییر می دهد، بهره برداری شود. این رویکرد در مقایسه با روشهای فلورسانس، بدون برچسب، و در برخی موارد می تواند اطلاعاتی در مورد پویایی اتصال و نیز وابستگی اتصال فراهم کند. به طور گسترده ای مورد استفاده قرار می گیرد که از اثر رزونانس سطح پلاسمونی (SPR) استفاده می کند که برای مولکول های بزرگ آنالایزر با وابستگی های نسبتا متفاوتی نسبت به آن ها کار می کند و در ابزارهای تجاری قابل استفاده است. به منظور دستیابی به حساسیت بیشتر، حفره های نوری رزونانس از انواع مختلف استفاده شده اند (نگاه کنید به زیر)، اما این سازه ها از محدودیت های حمل و نقل جرمی به دستگاه رنج می برد، یا از اتصال های غیر کشنده به حفره های رزونانس بالا Q رنج می برد. در این مقاله ما یک ساختار جدید نوری را ارائه می دهیم که حساسیت قابل توجهی را نسبت به دستگاه های مبتنی بر SPR به دست می دهد اما شامل یک هندسه ساده می شود و می تواند پیوند سطح زمان واقعی را بدون محدودیت های حمل و نقل جرم اندازه گیری کند.
Year: 2008
Publisher : IEEE
By : Yunbo Guo , Charles Divin , Andrzej Myc, Fred L. Terry, Jr., James R. Baker, Jr,Theodore B. Norris, and Jing Yong Ye
File Information: English Language/ 9 Page / size: 207 KB
Only site members can download free of charge after registering and adding to the cart
سال : 1387
ناشر : IEEE
کاری از : یونگو گوا، چارلز دیوین، آندره مایک، فردل تری جونیور، جیمز بیکر جونیور، تئودور ب. نوریس و جینگ یونگ ی
اطلاعات فایل : زبان انگلیسی / 9صفحه / حجم : KB 207
نقد و بررسیها
هنوز بررسیای ثبت نشده است.