Toward Label-Free SERS Detection of Proteins through Their Disulfide Bond Structure.

نحو الكشف الخالي من الوسوم عن البروتينات بتقنية SERS عبر بنية روابط ثنائي الكبريتيد.

Clicks: 446
ID: 47763
2019
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
Star

Ranked #1 of 2 articles by views in slas discovery : advancing life sciences r & d

Most read Least read

Bar heights use a square-root scale.

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
Abstract
The molecular structure of many proteins contains disulfide bonds between their cysteine residues. In this work we demonstrate the utilization of the disulfide bond structure of proteins for their label-free determination by surface-enhanced Raman spectroscopy (SERS). The new approach for label-free SERS detection of proteins is demonstrated for human insulin. The protein was selectively extracted from spiked plasma samples using target-specific functionalized nanomaterial. Enzyme-linked immune assay (ELISA) was used to detect insulin in the blood plasma and cross-validate the SERS method. The disulfide bonds in the molecular structure of the protein were chemically reduced and used for their chemisorption onto the gold-coated copper oxide substrate in a unified orientation at a very short distance from the hotspots. The oriented chemisorption of the protein caused significant enhancement to the signal intensity of its Raman vibration modes. This is attributed to the strong short-range electromagnetic and chemical enhancement effects that are experienced by the immobilized protein. Using this approach, label-free and reproducible SERS detection of insulin, down to 10 zM (relative standard deviation [RSD] = 5.52%), was achieved. Sixty-five percent of proteins contain disulfide bonds in their molecular structure. Therefore, the new label-free SERS detection method has strong potential for the determination of ultralow concentrations of proteins at pathology labs and in biology research.
يحتوي التركيب الجزيئي للعديد من البروتينات على روابط ثنائي الكبريتيد بين ثمالات السيستيين المكونة لها. نوضح في هذا العمل إمكانية توظيف بنية رابطة ثنائي الكبريتيد في البروتينات للكشف عنها دون وسم باستخدام مطيافية رامان المحسنة بالسطح (SERS). وقد تم تطبيق هذا النهج الجديد للكشف الخالي من الوسم عن البروتينات بواسطة تقنية SERS على الإنسولين البشري. استُخلص البروتين انتقائيًا من عينات بلازما مدعمة باستخدام مادة نانوية مُوظَّفة نوعية للهدف. واستُخدمت مقايسة الممتز المناعي المرتبط بالإنزيم (ELISA) للكشف عن الإنسولين في بلازما الدم وللتحقق المتبادل من دقة طريقة SERS. اختُزلت روابط ثنائي الكبريتيد في البنية الجزيئية للبروتين كيميائيًا، واستُخدمت لتحقيق الامتزاز الكيميائي للبروتين على ركيزة من أكسيد النحاس المطلية بالذهب بتوجيه موحد وعلى مسافة قصيرة جدًا من النقاط الساخنة (hotspots). وأدى هذا الامتزاز الكيميائي الموجه للبروتين إلى تعزيز ملحوظ في شدة إشارة أنماط اهتزاز رامان الخاصة به؛ ويُعزى ذلك إلى تأثيرات التعزيز الكهرومغناطيسي والكيميائي القوية قصيرة المدى التي يتعرض لها البروتين المُثبَّت. وباستخدام هذا النهج، أمكن تحقيق كشف خالٍ من الوسم وقابل للتكرار للإنسولين بواسطة SERS، بتركيز متدنٍ يصل إلى 10 زيبتو مولار (الانحراف المعياري النسبي [RSD] = 5.52%). ونظرًا لأن 65% من البروتينات تحتوي على روابط ثنائي الكبريتيد في بنيتها الجزيئية، فإن طريقة الكشف الجديدة دون وسم بتقنية SERS تمتلك إمكانات واعدة لتقدير التراكيز فائقة الانخفاض من البروتينات في مختبرات علم الأمراض والأبحاث البيولوجية.
Reference Key
hassanain2019towardslas Use this key to autocite in the manuscript while using SciMatic Manuscript Manager or Thesis Manager
Authors Hassanain, Waleed A;Izake, Emad L;
Journal slas discovery : advancing life sciences r & d
Year 2019
DOI
10.1177/2472555219875102
URL
Keywords

Citations

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

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