TY - JOUR A1 - Tannenberg, Robert A1 - Paul, Martin A1 - Röder, Bettina A1 - Gande, S. L. A1 - Sreeramulu, S. A1 - Saxena, K. A1 - Richter, C. A1 - Schwalbe, H. A1 - Swart, C. A1 - Weller, Michael G. T1 - Chemiluminescence biosensor for the determination of cardiac troponin I (cTnI) N2 - Cardiac troponin I (cTnI) is a crucial biomarker for diagnosing cardiac vascular diseases, including acute myocardial infarction (AMI). This study presents a proof-of-concept chemiluminescence-based immunosensor for rapid and accurate measurement of cTnI, with the potential for online monitoring. The immunosensor incorporates a flow cell design and a sensitive complementary metal-oxide-semiconductor (CMOS) camera for optical readout. A microfluidic setup was established to enable selective and quasi-online determination of cTnI within ten minutes. The sensor was tested with recombinant cTnI in phosphate buffer, demonstrating measurements in the concentration range of 2–25 µg/L, with a limit of detection (LoD) of 0.6 µg/L (23 pmol/L) achieved using the optimized system. The immunosensor exhibited high selectivity, as no cross-reactivity was observed with other recombinant proteins such as cTnT and cTnC at a concentration of 16 µg/L. Measurements with diluted blood plasma and serum yielded an LoD of 60 µg/L (2.4 nmol/L) and 70 µg/L (2.9 nmol/L), respectively. This biosensor offers a promising approach for the rapid and sensitive detection of cTnI, contributing to the diagnosis and management of acute myocardial infarction and other cardiac vascular diseases. N2 - Das kardiale Troponin I (cTnI) ist ein wichtiger Biomarker für die Diagnose von Herz-Kreislauf-Erkrankungen, einschließlich des akuten Myokardinfarkts (AMI). In dieser Studie wird ein auf Chemilumineszenz basierender Immunsensor für die schnelle und genaue Messung von cTnI vorgestellt, der das Potenzial für eine Online-Überwachung hat. Der Immunsensor besteht aus einer Durchflusszelle und einer empfindlichen CMOS-Kamera (Complementary Metal-Oxide-Semiconductor) zur optischen Detektion. Es wurde ein mikrofluidischer Aufbau entwickelt, der eine selektive und quasi Online-Bestimmung von cTnI innerhalb von zehn Minuten ermöglicht. Der Sensor wurde mit rekombinantem cTnI in Phosphatpuffer getestet und zeigte einen Messbereich von 2-25 µg/L, wobei mit dem optimierten System eine Nachweisgrenze (LoD) von 0,6 µg/L (23 pmol/L) erreicht wurde. Der Immunsensor zeigte eine hohe Selektivität, da keine Kreuzreaktivität mit anderen rekombinanten Proteinen wie cTnT und cTnC bei einer Konzentration von 16 µg/L beobachtet wurde. Messungen mit verdünntem Blutplasma und Serum ergaben einen LoD von 60 µg/L (2,4 nmol/L) bzw. 70 µg/L (2,9 nmol/L). Dieser Biosensor bietet einen vielversprechenden Ansatz für den schnellen und empfindlichen Nachweis von cTnI, der zur Diagnose und Behandlung des akuten Myokardinfarkts und anderer kardialer Gefäßerkrankungen beitragen kann. KW - Acute myocardial infarction KW - Heart attack KW - Emergency KW - Diagnosis KW - Cardiac troponin KW - Biomarker KW - Immunosensor KW - Biosensor KW - Chemiluminescence KW - Luminol KW - Peroxidase KW - Monoclonal antibodies KW - Flow injection immunoassay KW - Immunometric assay KW - Immunometric biosensor KW - Microfluidic system KW - Monolithic column KW - Online biosensor PY - 2023 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:b43-575471 SN - 2079-6374 VL - 13 IS - 4 SP - 1 EP - 20 PB - MDPI CY - Basel AN - OPUS4-57547 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER -