Preview

Российские нанотехнологии

Расширенный поиск

МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ НАНОСЕНСОРНЫХ СИСТЕМ НА ОСНОВЕ ДИНАМИЧЕСКОГО РАССЕЯНИЯ СВЕТА

Полный текст:

Аннотация

Построена математическая модель, описывающая оптические наносенсоры, принцип действия которых основан на увеличении гидродинамических диаметров функционализированных наночастиц (конъюгатов) под воздействием аналита. Рассматриваются процессы образования вокруг конъюгатов оболочек из молекул аналита и объединения конъюгатов в димеры за счет «мостиков», в роли которых выступают молекулы аналита. В качестве рецепторов, используемых для функционализации наночастиц, рассматриваются антитела, способные связываться с областями узнавания (эпитопами) на молекулах аналита. Входными параметрами модели являются размеры и концентрации конъюгатов, кинетические константы связывания и диссоциации рецепторов с эпитопами, число рецепторов, приходящихся на один конъюгат, концентрация аналита. Модель позволяет оценить диапазоны определяемых концентраций и пределы обнаружения при разработке наносенсоров на конкретные аналиты и оптимизировать параметры этих сенсоров, включая необходимое время инкубации для смеси конъюгатов с аналитом.

Об авторах

А. Д. Левин
Всероссийский научно-исследовательский институт оптико-физических измерений
Россия
119361, Москва, Озерная ул., 46


И. С. Филимонов
Всероссийский научно-исследовательский институт оптико-физических измерений
Россия
119361, Москва, Озерная ул., 46


М. К. Аленичев
Всероссийский научно-исследовательский институт оптико-физических измерений
Россия
119361, Москва, Озерная ул., 46


Т. А. Гойдина
Всероссийский научно-исследовательский институт оптико-физических измерений; Московский государственный технический университет им. Н.Э. Баумана
Россия

119361, Москва, Озерная ул., 46;

105005, Москва, 2-я Бауманская ул., 5, стр. 1.

 


Список литературы

1. Lai Y.H., Koo S., Oh S.H., Driskell E.A., Driskell J.D. Rapid screening of antibody — antigen binding using dynamic light scattering (DLS) and gold nanoparticles // Analytical Methods. 2015. № 17. P. 7249–7255.

2. Seow N., Tan Y.N., Yung L.-Y.L. Gold nanoparticles — dynamic light scattering tandem for rapid and quantative detection of the Let-7 micro-RNA family // Part Part Characterization. 2014. V. 31. P. 1260–1268.

3. Seow N., Tan Y.N., Yung L.-Y.L., Su X. DNA Directed assambly of nanogold dimmers: a unique dynamic light scattering sensing probe for transcription factor detection // Sci Rep. 2015. V. 5. P. 18293.

4. Tang Y., Zhang J., Tang D. Magnetic bead-based dynamic light scattering aptasensor with rapid and feasible determination of disease-related boimarkers // J Bioprocess Biotech. 2016. V. 6. № 7. P. 1–4.

5. Li C., Ma J., Fan Q., Taoa Y., Li G. Dynamic light scattering (DLS)-based immunoassay for ultra-sensitive detection of tumor marker protein // Chem Commun. 2016. V. 52. № 50. P. 7850–7853.

6. Zheng T., Pierre-Pierre N., Yan X., Huo Q., Almodovar A., Valerio F., Rivera-Ramirez I., Griffith E., Decker D.D., Chen S., Zhu N. A gold nanoparticles — enabled blood test for early stage cancer detection and risk assessment //ACS Appl Mater Interfaces. 2015. № 7 (12). P. 6819–6827.

7. Mustafaoglua N., Kiziltepea T., Bilgicer B. Site-specific conjugation of antibody on gold nanoparticles surface for one-step diagnostics of prostate-specific antigen with dynamic light scattering // Nanoscale. 2017. V. 9. № 25. P. 8684–8694.

8. Huo Q., Litherland S.A., Sullivan S., Hallquist H., Decker D.A, Rivera-Ramirez I. Developing of nanoparticle test for prostate cancer scoring // J Translational Medicine. 2012. V. 10. P. 2–8.

9. Driskell J.D., Jones C.A., Tompkins S.M., Tripp R.A. One-step assay for detecting the influenza virus using dynamic light scattering and gold nanoparticles // Analyst. 2011. V. 136. № 12. P. 3083–3090.

10. Zheng T., Finn Z.C., Parrett C., Dhume K., Hwang J.H., Sidhom D., Strutt T., Sip Y.Y.L., McKinstry K., Huo Q. A rapid blood test to determine of acute viral infection // ACS Infection Decease. 2017. V. 3 (11). P. 866–873.

11. Huang X., Xu Z., Mao Y., Ji Y., Xu H., Xiong Y., Li Y. Gold nanoparticle-based dynamic light scattering immunoassay for ultrasensitive detection of listeria monocytogenes in lettuces // Biosens Bioelectron. 2015. V. 66. P. 184–190.

12. Gao D., Sheng Z., Han H. An ultrasensitive method for the detection of gene fragment from transgenics using label-free gold nanoparticle probe and dynamic light scattering // Analytica Chimica Acta. 2011. V. 696. P. 1–5.

13. Сотников Д.В., Жердев А.В., Дзантиев Б.Б. Математическое моделирование биоаналитических систем // Успехи биологической химии. 2017. Т. 57. С. 385–438.

14. Никифоров И.А. Адсорбционные методы в экологии: Учебное пособие. Саратов, 2011. 45 c.

15. Saha B., Evers T.H., Prins M.W.J. How antibody surface coverage on nanoparticles determines the activity and kinetics of antigen capturing for biosensing // Analytical Chem. 2014. V. 86. № 16. P. 8158–8166.

16. Nekrasov V.M., Polshchitsin A.A., Yurkin M.A., Yakovleva G.E., Maltsev V.P., Chernyshev A.V. Brownian aggregation rate of colloid particles with several active sites // J Chem Phys. 2014. V. 141. Art. № 064309. P. 1–9.

17. Щукин Е.Д., Перлов А.В., Амелина Е.А. Коллоидная химия. 5-е изд. М.: Высшая школа, 2007. 445 с.

18. Holthoff H., Egelhaaf S.U., Borkovec M., Schurtenberger P., Sticher H. Coagulation rate measurements of colloidal particles by simultaneous static and dynamic light scattering // Langmuir. 1996. V. 12. P. 5541–5549.

19. D2DxTM — A single-step immunoassay technology from nano discovery. Inc. Электронный ресурс http://www.nanodiscoveryinc.com/place-order.html.

20. Medix MAB antibodies product. Электронный ресурс https://www.medixbiochemica.com/wp-content/uploads/2017/07/Anti-LH-5302-SP-1-Product-Specification-v1.pdf.

21. Liu X., Qiu Dai Q., Austin L., Coutts J., Knowles G., Zou J., Chen H., Huo Q. A one-step homogeneous immunoassay for cancer biomarker detection using gold nanoparticle probes coupled with dynamic light scattering // J Am Chem Soc. 2008. V. 130. P. 2780–2782.


Просмотров: 89


ISSN 1992-7223 (Print)