Multiplex Paper-Based Colorimetric DNA Sensor Using Pyrrolidinyl Peptide Nucleic Acid-Induced AgNPs Aggregation for Detecting MERS-CoV, MTB, and HPV Oligonucleotides.

مستشعر دنا (DNA) لوني متعدد قائم على الورق باستخدام تجميع جسيمات الفضة النانوية (AgNPs) المستحث بحمض الببتيد النووي البيروليديني للكشف عن قليلات النوكليوتيد الخاصة بـ MERS-CoV وMTB وHPV.

Clicks: 378
ID: 100690
2017
Article Quality & Performance Metrics
Overall Quality
Not rated
Combines reader engagement with the AI quality analysis. This article has not been analysed, so there is no overall score — reader engagement is measured and shown alongside.
AI Quality Assessment
Not analyzed
Readership in this journal
Steady

Ranked #27 of 194 articles by views in Analytical chemistry

Most read Least read

Bar heights use a square-root scale. Only the 120 most-read articles are drawn; the journal has 194 in total.

Mint this article as an NFT
Not yet minted

Create a permanent, verifiable on-chain record of this article on the Scimatic Network. The NFT is held in your Journament account, and you can withdraw it to your own wallet at any time.

5 SUSD one-off · no wallet required
Sign in to mint
Abstract
The development of simple fluorescent and colorimetric assays that enable point-of-care DNA and RNA detection has been a topic of significant research because of the utility of such assays in resource limited settings. The most common motifs utilize hybridization to a complementary detection strand coupled with a sensitive reporter molecule. Here, a paper-based colorimetric assay for DNA detection based on pyrrolidinyl peptide nucleic acid (acpcPNA)-induced nanoparticle aggregation is reported as an alternative to traditional colorimetric approaches. PNA probes are an attractive alternative to DNA and RNA probes because they are chemically and biologically stable, easily synthesized, and hybridize efficiently with the complementary DNA strands. The acpcPNA probe contains a single positive charge from the lysine at C-terminus and causes aggregation of citrate anion-stabilized silver nanoparticles (AgNPs) in the absence of complementary DNA. In the presence of target DNA, formation of the anionic DNA-acpcPNA duplex results in dispersion of the AgNPs as a result of electrostatic repulsion, giving rise to a detectable color change. Factors affecting the sensitivity and selectivity of this assay were investigated, including ionic strength, AgNP concentration, PNA concentration, and DNA strand mismatches. The method was used for screening of synthetic Middle East respiratory syndrome coronavirus (MERS-CoV), Mycobacterium tuberculosis (MTB), and human papillomavirus (HPV) DNA based on a colorimetric paper-based analytical device developed using the aforementioned principle. The oligonucleotide targets were detected by measuring the color change of AgNPs, giving detection limits of 1.53 (MERS-CoV), 1.27 (MTB), and 1.03 nM (HPV). The acpcPNA probe exhibited high selectivity for the complementary oligonucleotides over single-base-mismatch, two-base-mismatch, and noncomplementary DNA targets. The proposed paper-based colorimetric DNA sensor has potential to be an alternative approach for simple, rapid, sensitive, and selective DNA detection.
كان تطوير مقايسات فلورية ولونية بسيطة تُمكّن من الكشف عن الحمض النووي (DNA) والحمض النووي الريبوزي (RNA) في نقطة الرعاية موضع اهتمام بحثي بالغ؛ نظرًا لجدوى هذه المقايسات في البيئات محدودة الموارد. وتعتمد الأنماط الأكثر شيوعًا على التهجين مع شريط كشف متمم مقترن بجزيء كاشف (مُبلِّغ) حساس. ونُورِد هنا مقايسة لونية ورقية للكشف عن الـ DNA تعتمد على تجميع الجسيمات النانوية المستحث بحمض بيروليدينيل الببتيد النووي (acpcPNA)، وذلك كبديل للنهج اللونية التقليدية. وتُعد مسابير حمض الببتيد النووي (PNA) بديلاً جذابًا لمسابير الـ DNA والـ RNA نظرًا لاستقرارها كيميائيًا وبيولوجيًا، وسهولة تصنيعها، وقدرتها على التهجين بكفاءة عالية مع أشرطة الـ DNA المتممة. ويحمل مسبار acpcPNA شحنة موجبة واحدة مستمدة من اللايسين عند النهاية الكربوكسيلية (C-terminus)، مما يسبب تجميع جسيمات الفضة النانوية (AgNPs) المستقرة بأنيونات السيترات في غياب الـ DNA المتمم. أما في وجود الـ DNA المستهدف، فيؤدي تكوين المزدوج الأنيوني DNA-acpcPNA إلى تشتت جسيمات الفضة النانوية نتيجة للتنافر الكهروستاتيكي، مما يُحدث تغيّرًا لونيًا يمكن رصده. وقد دُرست العوامل المؤثرة في حساسية هذه المقايسة وانتقائيتها، بما في ذلك القوة الأيونية، وتركيز جسيمات الفضة النانوية، وتركيز الـ PNA، وعدم تطابق قواعد شريط الـ DNA. واستُخدمت هذه الطريقة للكشف عن الـ DNA الاصطناعي لفيروس كورونا المسبب لمتلازمة الشرق الأوسط التنفسية (MERS-CoV)، والمتفطرة السلية (MTB)، وفيروس الورم الحليمي البشري (HPV)، بالاعتماد على أداة تحليلية ورقية لونية طُوِّرت وفقًا للمبدأ المذكور آنفًا. وجرى الكشف عن قليلات النوكليوتيد المستهدفة عبر قياس التغير اللوني لجسيمات الفضة النانوية، محققةً حدود كشف بلغت 1.53 (لفيروس MERS-CoV)، و1.27 (لبكتيريا MTB)، و1.03 نانومولار (لفيروس HPV). وأظهر مسبار acpcPNA انتقائية عالية لقليلات النوكليوتيد المتممة مقارنة بالأهداف غير المتطابقة في قاعدة واحدة، أو قاعدتين، وأهداف الـ DNA غير المتممة. ويمتلك مستشعر الـ DNA اللوني الورقي المقترح إمكانات واعدة ليكون نهجًا بديلاً للكشف البسيط والسريع والحساس والانتقائي عن الـ DNA.
Reference Key
teengam2017multiplexanalytical Use this key to autocite in the manuscript while using SciMatic Manuscript Manager or Thesis Manager
Authors Prinjaporn Teengam, Weena Siangproh, Adisorn Tuantranont, Tirayut Vilaivan, Orawon Chailapakul, Charles S Henry
Are you one of these authors? Claim your profile
Journal Analytical chemistry
Year 2017
DOI
10.1021/acs.analchem.7b00255
URL
Keywords Keywords not found

Citations

No citations found. To add a citation, contact the admin at info@scimatic.org

Comments

No comments yet. Be the first to comment on this article.