抗体官能化単層ナノチューブトランジスタを使用したライム病の検出

ライム疾患抗原の高速で正確なセンサーとして使用する抗体機能化シングル壁ナノチューブ（SWNT）フィールド効果トランジスタ（FET）の可能性を調べました。バイオセンサーは、ジアゾニウム塩を使用して機能化された化学蒸気堆積炭素ナノチューブを使用して、酸化シリコンウェーハに製造されました。ナノチューブへのボレリアブルグドルフェリ（ライム）鞭毛抗体の付着は、原子間力顕微鏡と電子測定によって検証されました。SWNT FETの半導体のターンオフ電圧の再現性のあるシフトは、B。burgdorferi鞭毛抗原とのインキュベーション時に見られました。これは、抗体に結合した鞭毛タンパク質の残基によって局所的にゲートされているナノチューブFETを示しています。このセンサーは、1 ng/mLという低い濃度で緩衝液中の抗原を効果的に検出し、臨床的関心のあるレベルと一致する濃度範囲で反応は強く異なりました。一般化可能な結合化学により、このバイオセンシングプラットフォームは、他の関連する抗原を監視するために拡張する可能性を提供し、ライム病の複数のベクターセンサーを可能にします。このバイオセンサーの速度と感度により、医療診断テストとしての開発の理想的な候補になります。

We examined the potential of antibody-functionalized single-walled carbon nanotube (SWNT) field-effect transistors (FETs) to use as a fast and accurate sensor for a Lyme disease antigen. Biosensors were fabricated on oxidized silicon wafers using chemical vapor deposition grown carbon nanotubes that were functionalized using diazonium salts. Attachment of Borrelia burgdorferi (Lyme) flagellar antibodies to the nanotubes was verified by atomic force microscopy and electronic measurements. A reproducible shift in the turn-off voltage of the semiconducting SWNT FETs was seen upon incubation with B. burgdorferi flagellar antigen, indicative of the nanotube FET being locally gated by the residues of flagellar protein bound to the antibody. This sensor effectively detected antigen in buffer at concentrations as low as 1 ng/ml, and the response varied strongly over a concentration range coinciding with levels of clinical interest. Generalizable binding chemistry gives this biosensing platform the potential to be expanded to monitor other relevant antigens, enabling a multiple vector sensor for Lyme disease. The speed and sensitivity of this biosensor make it an ideal candidate for development as a medical diagnostic test.