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Protein-Induced Fluorescence Enhancement Based Detection of Plasmodium falciparum Glutamate Dehydrogenase Using Carbon Dot Coupled Specific Aptamer

适体 化学 荧光 检出限 量子点 圆二色性 共价键 量子产额 分析化学(期刊) 结晶学 色谱法 纳米技术 分子生物学 材料科学 物理 有机化学 生物 量子力学
作者
Naveen K. Singh,Babina Chakma,Priyamvada Jain,Pranab Goswami
出处
期刊:ACS Combinatorial Science [American Chemical Society]
卷期号:20 (6): 350-357 被引量:23
标识
DOI:10.1021/acscombsci.8b00021
摘要

A novel 90-mer long ssDNA aptamer (NG3) covering a 40-mer random region targeting Plasmodium falciparum glutamate dehydrogenase (PfGDH) developed through systematic evolution of ligands by exponential enrichment (SELEX) technique. The binding affinity of the aptamer to PfGDH discerned by circular dichroism (CD) was 0.5 ± 0.04 μM. The specificity of the aptamer toward the target was confirmed by gel electrophoresis and CD studies. The presence of two quadruplex forming regions, two big and four small stem loop structures with a δG of −7.99 kcal mol–1 for NG3 were deduced by computational studies. The spherical carbon dots (Cdots) of size 2–4 nm, synthesized by pyrolysis method using l-glutamate as a substrate were covalently linked to the amine modified aptamer. The Cdot with a band gap of 2.8 eV and a quantum yield of 34% produced fluorescence at ∼ λ410 nm when excited at λ320nm. The quantum yield of Cdot-aptamer assembly was increased up to 40% in the presence of the PfGDH in solution. A linear relationship with a dynamic range of 0.5 nM to 25 nM (R2 = 0.98) and a limit of detection (LOD) of 0.48 nM was observed between the fluorescence intensity of the Cdots-aptamer conjugate and the concentration of PfGDH. The method could detect PfGDH with an LOD of 2.85 nM in diluted serum sample. This novel simple, sensitive and specific protein induced fluorescence enhancement based detection of PfGDH has a great potential to develop as a method for malaria detection.
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