Ultrasensitive label-free detection of circulating tumor cells using conductivity matching of two-dimensional semiconductor with cancer cell

检出限 赫拉 半导体 癌细胞 电极 电导率 细胞 材料科学 线性范围 癌症 化学 光电子学 纳米技术 色谱法 医学 生物化学 内科学 物理化学
作者
Yuanyuan Chen,Jian Peng,Youqun Lai,Binghui Wu,Liping Sun,Jian Weng
出处
期刊:Biosensors and Bioelectronics [Elsevier BV]
卷期号:142: 111520-111520 被引量:28
标识
DOI:10.1016/j.bios.2019.111520
摘要

The excellent conductivity matching of two-dimensional (2D) semiconductor nanomaterials (e.g. MoS2) with cancer cell plays an important role in ultrasensitive label-free impedimetric detection of circulating tumor cells (CTC) (<1 cell/mL). Firstly, 2D semiconductor materials (e.g. 2D MoS2) exfoliated by folic acid (FA) is used to construct MoS2/FA-modified gold electrode (AuE/MoS2/FA). Then, the fabricated electrode is applied for HeLa cell detection in a linear range from 1 to 105 cell/mL with a detection limit of 0.43 cell/mL (S/N = 3). The detection mechanism of high sensitivity might be owing to the electric conductivity matching of MoS2 (0.14 S/m) to cancer cell (0.13-0.23 S/m). A negligible conductivity change induced by cancer cell will produce a large impedance change of semiconductor electrode. Furthermore, HeLa cells dispersed in healthy blood samples are detected by suggested cytosensor in a linear range from 50 to 105 cell/mL with a detection limit of 52.24 cell/mL (S/N = 2). Finally, we demonstrate that the cytosensor is capable of differentiating patients of cervical and liver cancers by the real CTC analysis from healthy control.

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