Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Immunosensors for human cardiac troponins and CRP, in particular amperometric cTnI immunosensor

Kazimierczak B., Pijanowska D. G., Baraniecka A., Dawgul M., Kruk J., Torbicz W.

Biocybernetics and Biomedical Engineering

|

2016

|

Vol. 36, no. 1

29--41

EN

In this paper, the review of immunosensors for selected cardiovascular disease markers: human cardiac troponins and human C-reactive protein (CRP) is presented. In particular, (cTnI) amperometric immunosensor for cTnI measurements in the concentration range useful in medical diagnostics, based on the developed earlier human CRP amperometric immunosensor, is described. The human cTnI is recommended as one of specific myocardial damage biomarkers, and is considered as the ‘‘gold standard’’, whereas the human CRP is used as the powerful, nonspecific, supplementary biomarker of cardiovascular disease. Carbon, graphite and platinum pastes, used for fabrication of our immunosensor working electrode (WE), were investigated. In the developed simple measuring procedure, based on a direct solid phase enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA), for the first time ascorbic acid monophosphate was used for cTnI detection as a substrate in enzymatic reaction of alkaline phosphatase labelling antibodies. Disposable amperometric graphite immunosen- sors, made on polyester film by means of microdispensing robot, suitable for determination of cTnI in the concentration range 0–35 μg/L with the sensitivity 0.67 μA/(μg/L) and linear correlation coefficient 0.91 were obtained.

2

Oznaczanie czynnika martwicy nowotworów (TNFα) za pomocą mikrowagi kwarcowej

Arkusz K.

Acta Bio-Optica et Informatica Medica. Inżynieria Biomedyczna

|

2016

|

Vol. 22, nr 3

113--120

PL

Celem pracy było sprawdzenie możliwości wykorzystania elektrochemicznej mikrowagi kwarcowej do oznaczania poziomu czynnika martwicy nowotworów (ang. Tumor Necrosis Factor, TNFα). Pomiary za pomocą wagi EQCM (ang. Electrochemical Quartz Crystal Microbalance) przeprowadzono w standardowym trójelektrodowym układzie, w którym zastosowano: (1) immobilizowaną elektrodę Ti/TiO2 jako elektrodę pracującą, (2) elektrodę złotą jako elektrodę pomocniczą i (3) elektrodę Ag/AgCl jako elektrodę odniesienia. Próbki immobilizowano metodą bezpośredniej adsorpcji poprzez nakropienie 10 μl przeciwciał TNFα o stężeniu 1 μg/ml na powierzchnię Ti/TiO2 i inkubowaniu przez 1h. Pomiary piezoelektryczne wykonano w zakresie (-0,3 ÷ -0,8) V z prędkością skanowania 20 mV/s w roztworze soli fizjologicznej buforowanej fosforanami (0,01 M PBS, pH 7,4) z dodatkiem 10 μl standardowego roztworu antygenów TNFα (50–1000 pg/ml). Wyniki badań dowiodły, że przygotowana platforma jest czuła na zmianę stężenia antygenu na powierzchni elektrody. Kryształy pokryte TiO2 z immobilizowaną warstwą przeciwciał i antygenu TNFα wykazały wyraźny spadek częstotliwości, który stabilizuje się na określonym poziomie w zależności od stężenia antygenu (błąd średniokwadratowy R2 = 0,9624).

EN

The aim of this study was to examine the possibility of using electrochemical quartz crystal microbalance EQCM for the determination of the level of tumor necrosis factor (TNFα). EQCM measurements were carried out in a standard three-electrode system, which uses: (1) Ti/TiO2 immobilized electrode as the working electrode, (2) gold electrode as the counter electrode, and (3) Ag/AgCl electrode as the reference electrode. Samples were immobilized by dropping 10 μl TNFα antibody with concentration 1 μg/ml onto the Ti/TiO2 surface and incubated for 1 h. Piezoelectric and voltamperometric measurements were carried out in (-0.3 ÷ -0.8) V interval with the scan rate 20 mV/s in phosphate-buffered saline solution (0.01 M PBS, pH 7.4) with addition of 10 μl standard TNFα antigen (50–1000 pg/ml). Obtained results proved that the prepared platform was sensitive to change of antigen concentration on the surface of the electrode. Crystals covered by TiO2 with an immobilized layer of antibody and antigen TNFα showed a significant decrease of frequency, which remains on specified level according to the antigen concentration (mean squared error R2 = 0.9624).

3

Struktury optyki zintegrowanej do zastosowań w sensorach biochemicznych

Karasiński P.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2014

|

R. 90, nr 5

102--105

PL

W pracy przedstawiono podstawy spektroskopii pola zanikającego i struktury optyki zintegrowanej do zastosowań w sensorach biochemicznych. Struktury te wytwarzane są metodą zol-żel. Przedstawiony jest sprzęgacz siatkowy, paskowe światłowody żebrowe i sprzęgacz kierunkowy.

EN

In the paper are presented fundamentals of the evanescent filed spectroscopy and integrated optic structures for an application in biochemical sensors. These structures are fabricated via sol-gel route. The grating couplers, rib waveguides and directional couplers are presented.

4

Oznaczenie fibrynogenu metodą immunoenzymatyczną w czujniku mikroprzepływowym

Baraniecka A., Kazimierczak B., Górska M., Dudziński K., Dawgul M., Kruk J., Pijanowska D., Torbicz W., Grabiec P.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2012

|

R. 88, nr 10b

56-58

PL

W artykule zostały zaprezentowane wyniki badań dotyczące oznaczania fibrynogenu za pomocą mikroprzepływowego immunoczujnika amperometrycznego, wykonanego ze szkła, elastomeru PDMS oraz platyny. W czujniku wykorzystano trzy reakcje: immunologiczną, enzymatyczną oraz reakcję redoks. W próbkach oznaczano stężenie ludzkiego fibrynogenu (340 kDa), otrzymując liniową odpowiedź czujnika w zakresie 1-4 g/L.

EN

In this paper, a microfluidic immunosensor with amperometric detection is presented. Electrochemical measurements of fibrinogen (340 kDa) in range of medical diagnostics important concentration were performed (1-4g/L).

5

Zastosowanie bezpośredniego testu ELISA do amperometrycznego oznaczania białka C-reaktywnego

Kazimierczak B., Baraniecka A., Pijanowska D.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2010

|

R. 86, nr 10

47-49

PL

W immunoczujniku do oznaczania CRP zastosowano procedur. opart. na bezpo.rednim te.cie ELISA, z u.yciem przeciwcia. anty-CRP znakowanych fosfataz. alkaliczn. oraz monofosforanu kwasu askorbinowego - substratu reakcji enzymatycznej. Badania woltamperometryczne przeprowadzono w zminiaturyzowanej celce na sitodrukowanych trojelektrodowych czujnikach w.glowych z chlorosrebrow. elektrod. referencyjn.. Czu.o.. opracowanych czujnikow w zakresie st..e. CRP do 12 mg/L (norma dla m..czyzn polskich laboratoriow analitycznych) wynosi.a 0,57 �ĘA/mg/L (r2 = 0,998).

EN

C-reactive protein (CRP) is acute phase serum protein and serves as a very sensitive, nonspecific marker and predictor of cardiovascular events. The amperometric immunosensor for human CRP is based on a direct ELISA test with anti-CRP antibodies labeled with alkaline phosphatase and ascorbic acid phosphate as an substrate for the enzyme. Voltamperometric measurements were performed with screen-printed 3-electrode amperometric sensors, where counter and working electrodes were made of carbon pastes, and a reference electrode was electrochemically chlorinated silver/silver chloride one. The obtained sensor sensitivity calculated for the CRP concentration range up 12 mg/L (cut-off value for men used in Polish analytical laboratories) was 0,57 ěA/mg/L and linear correlation coefficient of 0,998.

6

Zastosowanie technik immunoenzymatycznych i mikrofluidycznych do amperometrycznego oznaczania stężenia białka C-reaktywnego

Baraniecka A., Kazimierczak B., Kruk J., Pijanowska D. G., Torbicz W.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2009

|

Vol. 50, nr 11

79-83

PL

CRP jest białkiem ostrej fazy i jednym z najlepszych niespecyficznych markerów określającym ryzyko oraz zaawansowanie choroby niedokrwiennej serca. Bardzo przydatne stają się w tym przypadku wielofunkcyjne urządzenia diagnostyczne z szybką amperometryczną detekcją oraz funkcją wstępnego rozdziału próbki. Układy mikroprzepływowe umożliwiają taki rozdział przy małej objętości badanych próbek i reagentów, co znacząco obniża koszty testu. Z wyjątkiem nowych aptaczujników, jedynie immunoczujniki zapewniają specyficzność wobec poszukiwanego analitu w próbce. W nieprzezroczystych próbkach, jakimi są płyny fizjologiczne, niemożliwe jest zastosowanie optycznych metod detekcji, stąd konieczne jest zastosowanie metody znakowania enzymem przeciwciał w immunoczujnikach i użycie innego rodzaju detekcji np. elektrochemicznej. Ze względu na niski poziom szumów tła i możliwość szybkiej detekcji, najczęściej stosuje się detekcję amperometryczną. Celem naszych prac jest opracowanie amperometrycznych immunoczujników mikroprzepływowych do diagnostyki medycznej do oznaczania CRP.

EN

CRP is acute phase protein and one of the best nonspecific diagnostic markers in heart diseases. Microfluidic systems offer function of preliminary probe separation with small consumption of probes and reagents, which decrease cost of unit test. Except newly developed aptasensors, only immunosensors provide specificity to determined analit in composed analyzed probe. In the case of nontransparent samples, like physiological fluids, immunosensors with electrochemical detection are sensors of choice, e.g. amperometric. For electrochemical detection enzyme labeled antibody is used. In order to decrease background noise and obtain fast response, amperometric sensors are mostly applied. An aim of our research is development of microfluidic type amperometric immunosensors for medical diagnostics, in particular for CRP determination.

7

Mikroprzepływowe immunoczujniki z detekcją amperometryczną

Baraniecka A., Górska M., Zaborowski M., Prokaryn P., Szczypiński R., Skwara K., Szmigiel D., Sierakowski A., Nieprzecki M.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2009

|

Vol. 50, nr 12

100-106

PL

Artykuł obejmuje przekrój zagadnień związanych z mikroprzepływowymi amperometrycznymi immunoczujnikami. Wymienione zostały przykładowe technologie i materiały konstrukcyjne używane do budowy mikroprzepływowych modułów i elektrod oraz immunoenzymatyczne metody analityczne stosowane w immunoczujnikach, takie jak ELISA i ELISPOT. Zostały również przedstawione zagadnienia związane z przepływem w systemach mikroprzepływowych. Opisano technologię matryc z SU-8, struktur mikroprzepływowych wykonanych z PDMS-u oraz laminowanych elektrod Au/Ti na podłożu polimerowym. Uzyskano szczelne mikroprzepływowe układy ze złotymi elektrodami na podłożu z PDMS. Dzięki zastosowaniu trawienia jonowego podłoża przed napyleniem warstw metali oraz zastosowaniu pośredniej warstwy tytanowej, elektrody wykazują dobrą adhezję do podłoża. Dodatkowo została zastosowana warstwa PDMS-u, chroniąca ścieżki metalizacji przed pękaniem, w której plazmowo wytworzono okienka kontaktów elektrycznych i elektrod aktywnych elektrochemicznie. Elektrody charakteryzowały się małą rezystancją elektryczną, choć nie uzyskano zadawalającej powtarzalności ich wykonania. Struktury mikroprzepływowe wraz z elektrodami mogą być zastosowane w amperometrycznym immunoczujniku do pomiaru różnych antygenów, w zależności od użytych immunoreagentów m.in. do pomiaru stężenia fibrynogenu we krwi, w celu określenia ryzyka wystąpienia udaru niedokrwiennego mózgu oraz chorób układu krążenia.

EN

This paper describes some problems related with microfluidic amperometric immunosensors. It contains brief review of technology and constructive materials for microfluidic systems and electrodes. In addition, immunoenzymatic analytical methods like: ELISA and ELISPOT as well as some flow phenomena in microfluidic environment are presented. Polymeric SU-8 masters, PDMS-based microfluidic structures and laminated Au/Ti electrodes on polymeric substrates were fabricated. The microfluidic structures were successfully bonded after oxygen plasma surface activation. Thanks to applying reactive ion etching prior Au sputtering and Ti adhesive layer deposition, the Au/Ti electrodes exhibited a very good adhesion. After patterning, the electrodes were protected by a thin PDMS layer. Openings for electrodes and electrical contact pads were etched by (SF₆ + O₂) plasma. The electrodes had a good electrical conductivity but rather poor reproducibility. The microfluidic structures can be applied in amperometric immunosensor to measure concentration of different antigens e.g. concentration of fibrinogen in blood for evaluation of brain stroke and cardiovascular diseases risk.

8

Application of Enzyme Labeled Antibodies for Immunosensors Based on Electrochem ical Detection

Kazimierczak B., Pijanowska D., Torbicz W.

Polish Journal of Chemistry

|

2008

|

Vol. 82, nr 6

1255-1263

EN

In this paper, immunosensors based on electrochemical (potentiometric and amperometric) detection are presented. We developed ISFET type potentiometric immunosensor with urease as a label and a screen-printed amperometric immunosensor with alkaline phosphatase, utilizing ascorbic acid phosphate as a substrate. For the free alkaline phosphatase in concentration range 35-3500 pM, the response of amperometric sensors was at the level from 10 to 80 miA. It was stated that the potentiometric immunosensors can be applied for measurements of the to tal gamma-globulin concentration or for detection of gamma the selected IgG in concentration range 1.37 mg/L-4 g/L.

9

Amperometryczne oznaczanie przeciwciał anty-CRP znakowanych fosfatazą alkaliczną

Kazimierczak B., Pijanowska D.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2008

|

Vol. 49, nr 6

47-49

PL

Artykuł przedstawia kolejny etap badań nad amperometrycznym immunoczujnikiem z użyciem przeciwciał znakowanych fosfatazą alkaliczną (IgG-AP). Jako substrat hydrolizy enzymatycznej katalizowanej przez fosfatazę alkaliczną (AP) zastosowano fosforan kwasu askorbinowego (AA-P). Pomiary prowadzono na sitodrukowanych trójelektrodowych czujnikach węglowych, wykonanych w naszej pracowni. Odpowiedź czujników badano amperometrycznie metodą woltamperometrii cyklicznej (CV). Oznaczano niskie (0,1 mg/L) i wysokie (3,6 mg/L) stężenia przeciwciał przeciw białku C-reaktywnemu (anty-CRP IgG-AP), inkubowanych z różnymi stężeniami AA-P (0...80 mM). Dla niskiego stężenia anty-CRP IgG-AP możliwe jest skrócenie czasu inkubacji do 20 minut. Uzyskana odpowiedź czujnika stanowi wówczas około 53š8% odpowiedzi uzyskanej po 60 minutach inkubacji. Zarówno w przypadku niskiego jak i wysokiego stężenia przeciwciał, najwyższą wydajność reakcji uzyskano po inkubacjach próbek z 10 mM AA-P: odpowiednio 13 i 83%.

EN

Next step of a study on amperometric immunosensor for C-reactive protein (CRP) is presented. Screen-printed sensors made in our lab, antibodies labeled with alkaline phosphatase (anti-CRP IgG-AP) and ascorbic acid phosphate (AA-P) as an enzyme substrate, were used. For sensor examination a cyclic voltammetry method (CV) was applied. Antibodies of low (0.1 mg/L) and high (3.6 mg/L) concentrations were incubated with AA-P of various concentrations from 0 to 80 mM. It was stated that in both cases for the low and high concentration of antibodies, maximum capacity of the enzymatic reaction were obtained for 10 mM AA-P: 13 and 83%, respectively. Moreover, for low anti-CRP IgG-AP concentration it is possible to reduce the duration of the incubation procedure to 20 minutes. In this case the sensor response reaches about 53š8% of the response for 60-minut sample incubation.

10

Disposable electrochemical magentic beads-based immunosensors for monitoring polychlorinated biphenyl (PCBs) pollutants

Centi S., Rozum B., Laschi S., Palchetti I., Mascini M.

Chemia Analityczna

|

2006

|

Vol. 51, No. 6

963-975

EN

Screen-printed carbon electrodes (SPCEs) and magnetic beads \\ere used in a combination to obtain immunosensors able to detect different groups of PCBs. The proposed devices were based on a direct competitive immunoassay scheme. Magnetic beads were employed as solid phase, whereas screen-printed electrodes as transducers to evaluate the progress of the i m m uno chemical reaction. Alkaline phosphatase (AP) enzyme was used for labelling. Detection of the reaction product was performed applying differential pulse voltammetry (DPV). Different antibodies and tracers were combined in order to obtain immunosensors for different PCB mixtures and congeners. Combining IgG-against-PCB28 „antibody" and a PCB28-AP tracer, an immunosensor for Aroclor mixtures was developed. Using in turn an IgG-against-PCB77 and PCB77-AP tracer, detection of coplanar congeners (so called „dioxin like" molecules) was performed. Calibration studies of some mixtures and congeners were carried out with both developed systems. The dose-response curves of the competitive immunoassays exhibited typical sigmoidal shape and good detection limit. The developed immunosensors were applied for detection of PCBs in marine sediment extracts. The results were encouraging for future applications of the designed sensors for the analysis of food, soil, and other environmental samples.

PL

W pracy silodrukowane elektrody węglowe (SPCEs) łączono z kulkami magnetycznymi, w celu otrzymania immunosensorów zdolnych do detekcji różnych grup polichlorowanych bisfenoli (PCBs). Prezentowane urządzenia są oparte na bezpośredniej kompctytywnej analizie przeciwciał. Urządzenia te są zbudowane z kulek magnetycznych, które pełnią role staiego podłoża, a sitodrukowane elektrody są przetwornikami służącymi do oceny postępu reakcjiimmunochcmicznej. Fosfataza zasadowa (AP) została użyta jako znacznik enzymatyczny, a detekcję produktu reakcji prowadzono przy użyciu pulsowej woltampe-rometrii różnicowej (DPV). Różne przeciwciała i wskaźniki łączono w celu otrzymania immunosensorów dla różnych mieszanin i kongenerów polichlorowanych bisfenoli. Używając IgG przeciwko PCB28 jako przeciwciała i PCB28-AP jako wskaźnika, opracowano immunosensor zdolny do detekcji mieszanin Aroclor, podczas gdy użycie IgG przeciwko PCB77 i PCB77-AP umożliwiło detekcję koplanarnych kongenerów, nazywanych także cząsteczkami typu „dioxin-like". Krzywe kalibracji dla niektórych mieszanin i kongenerów wyznaczono przy użyciu dwóch opracowanych systemów; krzywe odpowiedzi charakteryzowały się typowym sigmoidalnym kształtem kompetyty wnej analizy przeciwciał i niską granicą detekcji. Opracowane immunosensory zostały użyte do oznaczenia PCBs w ekstraktach z osadów z dna morskiego i przewiduje się ich wykorzystanie do oznaczeń polichlorowanych bisfenoli w żywności, glebie i innych próbkach środowiskowych.

11

Wpływ gliadyny na organizm ludzki oraz próba oznaczania jej stężenia w badanych próbkach

Kazimierczak B., Baraniecka A., Pijanowska D., Torbicz W.

Acta Bio-Optica et Informatica Medica. Inżynieria Biomedyczna

|

2001

|

Vol. 7, nr 1-2

37-42

PL

Podjęto próby zastosowania reakcji redukcji nadtlenku wodoru, katalizowanej przez peroksydazę chrzanową, podczas pomiaru stężenia gliadyny w próbkach otrzymanych dwiema metodami: w roztworze zawierającym 50% alkoholu etylowego (dla pośredniego testu ELISA na membranach nitrocelulozowych) oraz dimetylosulfotlenku (dla kompetycyjnego testu ELISA z matrycami poliakrylonitrylowymi). Omówiono prawidłowe przygotowanie próbek gliadyny, sposób jej immobilizacji na membranach i w matrycach oraz optymalizację warunków zastosowanej reakcji chemicznej. Miało to na celu opracowanie immunoczujnika gliadyny, który mógłby zastąpić tradycyjny test ELISA wymagający specjalistycznego sprzętu i wykwalifikowanego personelu.

EN

The aim of this work was to obtain gliadin specificity sensor, based on ELISA test scheme, which would utilise horseradish peroxidase catalysed hydrogen peroxide reduction, for pH shift as a function of the gliadin sample concentration. We received gliadin samples by two methods using 50% ethyl alcohol (for indirect ELISA test on nitrocellulose membranes) and dimethylsulfoxide (for competitive ELISA test on poliakrylonitryl matrices). The work was devoted to proper preparation of samples, their immobilisation on membranes or polymeric matrices and optimisation of applied chemical reaction. We tried to elaborate model of immunosensor enabling to measure gliadin concentration without the use of special equipment and trained staff.