Micropatterned aptasensors for continuous monitoring of cytokine release from human leukocytes.
Micropatterned aptasensors for continuous monitoring of cytokine release from human leukocytes.
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DOI：
10.1021/ac202117g
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发表时间：
2011-11-01
影响因子：
7.4
通讯作者：
Revzin, Alexander
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Liu, Ying;Yan, Jun;Howland, Michael C.;Kwa, Timothy;Revzin, Alexander
我们报告了一种用于实时检测原代人类白细胞局部干扰素γ（IFN-γ）释放的微型设备的开发。我们的微型设备利用与微流体集成的微型适体修饰电极来监测细胞中 IFN-γ 的产生。该适配体由 DNA 发夹分子组成，其 3' 端带有硫醇基团，可自组装到金电极上。氧化还原报告分子共价连接在 5' 端，用于电化学传感。该适体传感器对 IFN-γ 具有出色的灵敏度（<60 pM 检测限），并且可以实时响应目标分析物，无需额外的清洗或标记步骤。适体功能化电极阵列在含有聚乙二醇 (PEG) 水凝胶图案的载玻片上制造，该图案旨在暴露电极附近的玻璃区域，同时保护表面的其余部分免受非特异性吸附。微图案基底与 PDMS 微流体通道集成，并与 T 细胞特异性抗体 (Ab)（抗 CD4）一起孵育。注射血液后，白细胞与适体传感器附近的 Ab 修饰玻璃区域结合。捕获细胞中的细胞因子释放是由有丝分裂激活触发的，并使用方波伏安法 (SWV) 在适体修饰的电极上进行检测。实时监测 IFN-γ 信号，信号最早在刺激后 15 分钟就从少至 90 个 T 细胞中出现。观察到的 IFN-γ 释放曲线用于计算激活后 0.0079 pg cell−1 h−1 的初始 IFN-γ 生产率。这里描述的工作代表了开发用于免疫细胞分析和血液诊断的适体传感器的重要一步。
We report the development of a microdevice for detecting local interferon gamma (IFN-γ) release from primary human leukocytes in real-time. Our microdevice makes use of miniature aptamer-modified electrodes integrated with microfluidics to monitor cellular production of IFN-γ. The aptamer species consists of a DNA hairpin molecule with thiol groups on the 3′-end for self-assembly onto Au electrodes. A redox reporter is covalently attached at the 5′-end for electrochemical sensing. This aptasensor has excellent sensitivity for IFN-γ (<60 pM detection limit) and responds to the target analyte in real-time without additional washing or labeling steps. Aptamer-functionalized electrode arrays are fabricated on glass slides containing poly(ethylene glycol) (PEG) hydrogel patterns designed to expose glass regions adjacent to electrodes while protecting the remainder of the surface from non-specific adsorption. The micropatterned substrates are integrated with PDMS microfluidic channels and incubated with T-cell-specific antibodies (Ab) (anti-CD4). Upon injection of blood, leukocytes are bound to Ab-modified glass regions in proximity to aptasensors. Cytokine release from captured cells is triggered by mitogenic activation and detected at the aptamer-modified electrodes using square wave voltammetry (SWV). The IFN-γ signal is monitored in real-time with signal appearing as early as 15 min post-stimulation from as few as 90 T-cells. The observed IFN-γ release profiles are used to calculate an initial IFN-γ production rate of 0.0079 pg cell−1 h−1 upon activation. The work described here represents an important step towards development of aptasensors for immune cell analysis and blood-based diagnostics.
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Avery OT;Macleod CM;McCarty M
通讯作者：
McCarty M