Zwitterionic polymer-modified silicon microring resonators for label-free biosensing in undiluted human plasma.
Zwitterionic polymer-modified silicon microring resonators for label-free biosensing in undiluted human plasma.
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DOI：
10.1016/j.bios.2012.10.079
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发表时间：
2013-04-15
影响因子：
12.6
通讯作者：
Ratner DM
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Kirk JT;Brault ND;Baehr-Jones T;Hochberg M;Jiang S;Ratner DM
个性化医疗的一个广泛认可的目标是从根本上降低高度并行、小液体体积、护理点和基于家庭的诊断的成本。最近，人们对使用与互补金属氧化物半导体(CMOS)兼容的硅光子电路进行生物传感的兴趣激增，有望以最低的芯片成本生产包含数千个正交传感器的芯片级集成器件。生物传感器转换中的一个核心挑战是设计出对未处理的生物流体中的目标分析物既敏感又特异的设备。尽管硅光子生物传感器的灵敏度有所提高，但由于蛋白质和其他生物分子的非特异性吸附，传感器表面较差的生物特异性仍然是限制复杂介质(如全血、血浆、血清)分析性能的一个重要因素。在这里，我们对硅微环谐振器生物传感器的表面进行化学修饰，以实现对未稀释的人血浆中分析物的无标记检测。这项工作突出了无污染两性离子表面涂层的首次应用，使基于硅光子的无标记检测能够在未稀释的人体血浆中以临床相关的灵敏度检测蛋白质分析物。
A widely acknowledged goal in personalized medicine is to radically reduce the costs of highly parallelized, small fluid volume, point-of-care and home-based diagnostics. Recently, there has been a surge of interest in using complementary metal-oxide-semiconductor (CMOS)-compatible silicon photonic circuits for biosensing, with the promise of producing chip-scale integrated devices containing thousands of orthogonal sensors, at minimal cost on a per-chip basis. A central challenge in biosensor translation is to engineer devices that are both sensitive and specific to a target analyte within unprocessed biological fluids. Despite advances in the sensitivity of silicon photonic biosensors, poor biological specificity at the sensor surface remains a significant factor limiting assay performance in complex media (i.e. whole blood, plasma, serum) due to the non-specific adsorption of proteins and other biomolecules. Here, we chemically modify the surface of silicon microring resonator biosensors for the label-free detection of an analyte in undiluted human plasma. This work highlights the first application of a non-fouling zwitterionic surface coating to enable silicon photonic-based label-free detection of a protein analyte at clinically relevant sensitivities in undiluted human plasma.
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