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Streifenschnelltest mit ppt-Empfindlichkeit durch Kombination von Elektrochemilumineszenz-Detektion mit Aptamer-gesteuerter Indikatorfreisetzung aus mesoporösen Nanopartikeln
- Die Kombination aus elektrogenerierter Chemilumineszenz (ECL) und Aptamer-gesteuerter Indikatorfreisetzung (gAID) aus magnetischen mesoporösen Silica-Nanopartikeln, die in mit Poly(ethylenglycol) und N-(3-Triethoxysilylpropyl) diethanolamin funktionalisiertes Glasfaserpapier eingebettet sind, ermöglichte die Entwicklung eines Schnelltests, mit dem sich Penicillin direkt in verdünnter Milch bis auf 50 +/- 9 ppt in <5 min nachweisen lässt. Die kovalente Bindung der Aptamer-Kappe an das Siliciumdioxid-Gerüst ermöglichte den Verschluss der Poren durch nicht-kovalente elektrostatische Wechselwirkungen mit Oberflächen-Aminogruppen. Die Bindung von Penicillin führte zu einer Faltung des Aptamers, wodurch der zuvor in das Material geladene ECL-Reporter Ru(bpy)32+ freigesetzt wurde und nach lateralem Fluss von einer Smartphone-Kamera nach elektrochemischer Anregung mit einer in einen 3D-gedruckten Halter eingesetzten Siebdruckelektrode detektiert wird. Der Ansatz ist einfach, generisch undDie Kombination aus elektrogenerierter Chemilumineszenz (ECL) und Aptamer-gesteuerter Indikatorfreisetzung (gAID) aus magnetischen mesoporösen Silica-Nanopartikeln, die in mit Poly(ethylenglycol) und N-(3-Triethoxysilylpropyl) diethanolamin funktionalisiertes Glasfaserpapier eingebettet sind, ermöglichte die Entwicklung eines Schnelltests, mit dem sich Penicillin direkt in verdünnter Milch bis auf 50 +/- 9 ppt in <5 min nachweisen lässt. Die kovalente Bindung der Aptamer-Kappe an das Siliciumdioxid-Gerüst ermöglichte den Verschluss der Poren durch nicht-kovalente elektrostatische Wechselwirkungen mit Oberflächen-Aminogruppen. Die Bindung von Penicillin führte zu einer Faltung des Aptamers, wodurch der zuvor in das Material geladene ECL-Reporter Ru(bpy)32+ freigesetzt wurde und nach lateralem Fluss von einer Smartphone-Kamera nach elektrochemischer Anregung mit einer in einen 3D-gedruckten Halter eingesetzten Siebdruckelektrode detektiert wird. Der Ansatz ist einfach, generisch und bietet Vorteile hinsichtlich Empfindlichkeit, Messunsicherheit und Robustheit gegenüber konventioneller Fluoreszenz- oder elektrochemischer Detektion, insbesondere für Point-of-Need-Analysen anspruchsvoller Matrices und Analyten im Ultraspurenbereich.…
Autor*innen: | Estela Climent TerolORCiD, Knut RurackORCiD |
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Dokumenttyp: | Zeitschriftenartikel |
Veröffentlichungsform: | Verlagsliteratur |
Sprache: | Deutsch |
Titel des übergeordneten Werkes (Deutsch): | Angewandte Chemie |
Jahr der Erstveröffentlichung: | 2021 |
Organisationseinheit der BAM: | 1 Analytische Chemie; Referenzmaterialien |
1 Analytische Chemie; Referenzmaterialien / 1.9 Chemische und optische Sensorik | |
Veröffentlichende Institution: | Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) |
Verlag: | Wiley-VCH |
Verlagsort: | Weinheim |
Jahrgang/Band: | 133 |
Ausgabe/Heft: | 50 |
Erste Seite: | 26491 |
Letzte Seite: | 26501 |
DDC-Klassifikation: | Naturwissenschaften und Mathematik / Chemie / Analytische Chemie |
Freie Schlagwörter: | Aptamere; Elektrochemilumineszenz; Gesteuerte Freisetzung; Schnelltests; Teststreifen |
Themenfelder/Aktivitätsfelder der BAM: | Umwelt |
Umwelt / Sensorik | |
DOI: | 10.1002/ange.202110744 |
URN: | urn:nbn:de:kobv:b43-540205 |
Verfügbarkeit des Dokuments: | Datei für die Öffentlichkeit verfügbar ("Open Access") |
Lizenz (Deutsch): | Creative Commons - CC BY - Namensnennung 4.0 International |
Datum der Freischaltung: | 15.12.2021 |
Referierte Publikation: | Nein |
Schriftenreihen ohne Nummerierung: | Wissenschaftliche Artikel der BAM |