Goldchipelektroden zur elektrochemischen DNA-Detektion

  • Im folgenden Artikel werden einfache DNA-Sensoren vorgestellt, mit deren Hilfe es durch voltammetrische und impedimetrische Messmethoden möglich ist, schnell, sensitiv und kostengünstig Einzelstrang-DNA (ssDNA) nachzuweisen. Beide Messprinzipien lassen neben der spezifischen Detektion auch die Quantifizierung von DNA-Sequenzen sowie den Nachweis von einzelnen Basenfehlpaarungen innerhalb dieser Sequenzen zu. Fänger- DNA wurde zu diesem Zweck mit dem 5’-Ende auf einer Goldoberfläche immobilisiert. Die Hybridisierung mit einem Methylenblau (MB) markierten oder unmarkierten Probenstrang konnte dann mit Hilfe der Differenzpulsvoltammetrie DPV oder der elektrochemischen Impedanzspektroskopie nachgewiesen werden. Die voltammetrische Quantifizierung erfolgte in einem direkten und kompetitiven Ansatz, mit einem Detektionslimit von 30 nM bzw. 3 nM (bei Einsatz von 0,1 μM Kompetitor- DNA). Das Detektionslimit beim impedimetrischen Nachweis lag bei 100 nM DNA. Die hier vorgestellten Sensoren sind zum einen regenerierbar und können zum anderen über einen Zeitraum von zwei Monaten gelagert werden.
  • This paper describes simplistic electrochemical DNA sensors for the sensitive, more rapid and cost effective detection of single-stranded DNA (ssDNA). The used methodes are the voltammetric detection and the detection by impedance spectroscopy. Beside the specific detection of ssDNA both techniques allow quantification of DNA and verification of single base pair mismatches within the sequences. Therefore a single-stranded 18mer oligonucleotide (DNA) was immobilised via a thiol-linker on gold film electrodes and served as probe DNA. Hybridisation was detected by means of the electroactive redox-marker methylene blue (MB), which was covalently bound to the 5’-end of the target DNA, by differential pulse voltammetry (DPV) or by measuring the differences in the charge transfer resistance (RCT) by electrochemical impedance spectroscopy (EIS) using non-labelled ssDNA targets. MB-labelled target DNA was verified down to 30 nM DNA. By application of a competitive binding assay non-labelled DNA was detected down to 3 nM DNA. The detection limit for impedimetric DNA sensors was 100 nM ssDNA. The sensors were found to be reusable and could be stored for more than two month at 4 °C without significant loss in their activity.

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Metadaten
Author:Sandra M. Bütow, Oliver Pänke, Jan Kafka, Fred LisdatORCiDGND
URN:urn:nbn:de:kobv:526-opus-653
DOI:https://doi.org/10.15771/0949-8214_2008_1_4
ISSN:0949-8214
Parent Title (German):Wissenschaftliche Beiträge 2008
Document Type:Article in a Periodical of the TH Wildau
Language:German
Year of Publication:2008
Year of first Publication:2008
Publishing Institution:Technische Hochschule Wildau
Release Date:2009/03/17
Volume:13
First Page:25
Last Page:34
Faculties an central facilities:Fachbereich Ingenieurwesen / Wirtschaftsingenieurwesen (bis 8/2014)
Dewey Decimal Classification:6 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften / 62 Ingenieurwissenschaften / 620 Ingenieurwissenschaften und zugeordnete Tätigkeiten
TH Wildau publications:Wissenschaftliche Beiträge
Licence (German):Creative Commons - CC BY-NC-ND 3.0 DE - Namensnennung - Nicht-kommerziell - Keine Bearbeitung 3.0 Deutschland
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