Smartphone-assisted detection of nucleic acids by light-harvesting FRET-based nanoprobe

费斯特共振能量转移 纳米探针 罗丹明6G 荧光 光化学 检出限 化学 生物传感器 纳米颗粒 材料科学 纳米技术 色谱法 有机化学 分子 量子力学 物理
作者
Caterina Severi,Nina Melnychuk,Andrey S. Klymchenko
出处
期刊:Biosensors and Bioelectronics [Elsevier]
卷期号:168: 112515-112515 被引量:48
标识
DOI:10.1016/j.bios.2020.112515
摘要

Point-of-care assays for optical detection of biomolecular markers attract growing attention, because of their capacity to provide rapid and inexpensive diagnostics of cancer and infectious diseases. Here, we designed a nanoprobe compatible with a smartphone RGB camera for detection of nucleic acids. It is based on light-harvesting polymeric nanoparticles (NPs) encapsulating green fluorescent donor dyes that undergo efficient Förster Resonance Energy Transfer (FRET) to red fluorescent acceptor hybridized at the particle surface. Green-emitting NPs are based on rhodamine 110 and 6G dyes paired with bulky hydrophobic counterions, which prevent dye self-quenching and ensure efficient energy transfer. Their surface is functionalized with a capture DNA sequence for cancer marker survivin, hybridized with a short oligonucleotide bearing FRET acceptor ATTO647N. Obtained 40-nm poly(methyl methacrylate)-based NP probe, encapsulating octadecyl rhodamine 6G dyes with tetrakis(perfluoro-tert-butoxy)aluminate counterions (~6000 dyes per NP), and bearing 65 acceptors, shows efficient FRET with >20% quantum yield and a signal amplification (antenna effect) of 25. It exhibits ratiometric response to the target DNA by FRET acceptor displacement and enables DNA detection in solution by fluorescence spectroscopy (limit of detection 3 pM) and on surfaces at the single-particle level using two-color fluorescence microscopy. Using a smartphone RGB camera, the nanoprobe response can be readily detected at 10 pM target in true color and in red-to-green ratio images. Thus, our FRET-based nanoparticle biosensor enables detection of nucleic acid targets using a smartphone coupled to an appropriate optical setup, opening the way to simple and inexpensive point-of-care assays.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
1秒前
Scc完成签到,获得积分10
1秒前
蜡笔小新发布了新的文献求助10
2秒前
2秒前
2秒前
科研通AI6.2应助庾烙采纳,获得10
2秒前
马克完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
李健的粉丝团团长应助lddd采纳,获得10
3秒前
3秒前
停停走走发布了新的文献求助10
4秒前
ixA完成签到,获得积分10
4秒前
哐哐发布了新的文献求助10
5秒前
三里墩头发布了新的文献求助10
5秒前
5秒前
Scc发布了新的文献求助10
6秒前
WATeam完成签到,获得积分10
6秒前
羊羊羊发布了新的文献求助10
6秒前
小王啵啵完成签到 ,获得积分10
6秒前
三金发布了新的文献求助10
6秒前
酷波er应助Nini1203采纳,获得10
6秒前
NexusExplorer应助无私傲云采纳,获得10
7秒前
7秒前
子卿发布了新的文献求助10
7秒前
7秒前
璐璐完成签到,获得积分10
7秒前
炙热的振家完成签到,获得积分10
7秒前
7秒前
李爱国应助停停走走采纳,获得10
8秒前
齐文轩发布了新的文献求助10
9秒前
9秒前
9秒前
在水一方应助徐zihao采纳,获得10
9秒前
万能图书馆应助呱唧采纳,获得10
9秒前
天天快乐应助Asteroid采纳,获得10
9秒前
hhhh完成签到,获得积分10
9秒前
朱子怡发布了新的文献求助10
9秒前
曹沛岚完成签到,获得积分10
9秒前
9秒前
丂枧发布了新的文献求助10
10秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Modern Epidemiology, Fourth Edition 5000
Kinesiophobia : a new view of chronic pain behavior 5000
Molecular Biology of Cancer: Mechanisms, Targets, and Therapeutics 3000
Digital Twins of Advanced Materials Processing 2000
Weaponeering, Fourth Edition – Two Volume SET 2000
Signals, Systems, and Signal Processing 610
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 纳米技术 化学工程 生物化学 物理 计算机科学 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 冶金 细胞生物学 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6017040
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 7600720
关于积分的说明 16154591
捐赠科研通 5164894
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2764769
邀请新用户注册赠送积分活动 1745863
关于科研通互助平台的介绍 1635068