Utilization of silicon nanowire field-effect transistors for the detection of a cardiac biomarker, cardiac troponin I and their applications involving animal models.
Utilization of silicon nanowire field-effect transistors for the detection of a cardiac biomarker, cardiac troponin I and their applications involving animal models.
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利用硅纳米线现场效应晶体管检测心脏生物标志物，心脏肌钙蛋白I及其涉及动物模型的应用。
DOI：
10.1038/s41598-020-78829-7
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发表时间：
2020-12-16
影响因子：
4.6
通讯作者：
Wang YM
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Chang SM;Palanisamy S;Wu TH;Chen CY;Cheng KH;Lee CY;Yuan SF;Wang YM
本研究开发了一种超灵敏的电子设备，硅纳米管场效应晶体管（SiNW-FET）的检测心肌肌钙蛋白I（cTnI）在肥胖引起的心肌损伤。生物传感器装置利用金属氧化物半导体（MOS）兼容的自顶向下方法用于制造过程。制造后，在共价固定后用cTnI单克隆抗体（Mab-cTnI）修饰SiNW表面，以捕获cTnI抗原。还使用不同浓度的cTnI检查了设备的灵敏度，最低检测限为0.016 ng/mL。心电图（ECG）、磁共振成像（MRI）和上级腔静脉（SVC）提供了更多关于急性心肌梗死（AMI）小鼠模型心脏反应的信息。此外，磁共振成像有助于评估肥胖诱导的心肌损伤小鼠模型的心输出量。这些方法在监测基于肥胖的心脏损伤中起着至关重要的作用，因此，进行了这些研究。这是第一个报告，使用ECG，MRI和SVC采样方法来研究肥胖引起的心脏损伤，包括叙利亚仓鼠作为动物模型。在这项研究中提出的SiNW-FET显示出比以前开发的设备更高的灵敏度，并在床旁（POC）诊断的未来应用中表现出巨大的潜力。
This study develops an ultrasensitive electrical device, the silicon nanowire-field effect transistor (SiNW-FET) for detection of cardiac troponin I (cTnI) in obesity induced myocardial injury. The biosensor device utilizes metal–oxide–semiconductor (MOS) compatible top-down methodology for the fabrication process. After fabrication, the surface of the SiNW is modified with the cTnI monoclonal antibody (Mab-cTnI) upon covalent immobilization to capture cTnI antigen. The sensitivity of the device is also examined using cTnI at different concentrations with the lowest detection limit of 0.016 ng/mL. The electrocardiogram (ECG), magnetic resonance imaging (MRI), and superior vena cave (SVC) provide more information about cardiac responses in a mouse model of acute myocardial infarction (AMI). Further, magnetic resonance imaging helps to evaluate the cardiac output of an obesity induced myocardial injury mouse model. These methods play an essential role in monitoring the obesity based cardiac injury and hence, these studies were carried out. This is the first report to use the ECG, MRI, and SVC sampling methods to study the obesity based cardiac injury involving Syrian hamsters as animal models. The proposed SiNW-FET in this study shows greater sensitivity than the previously developed devices and demonstrates great potential for future applications in point-of-care (POC) diagnosis.
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10.1016/j.jchf.2016.10.010
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--
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Deswal A