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Doctoral Thesis
DOI
Document
Author
Full name
Marina Ribeiro Batistuti
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
Ribeirão Preto, 2017
Supervisor
Committee
Mulato, Marcelo (President)
Bufon, Carlos César Bof'
Carrilho, Emanuel
Estrela, Pedro Miguel de Lemos Correia
Kubota, Lauro Tatsuo
Title in Portuguese
Detection of changes related to breast cancer using charge sensors or mass sensors coupled to DNA monolayers
Keywords in Portuguese
Aptamer
DNA
Electrochemical
QCM
Abstract in Portuguese
The electrochemical biosensor has been extensively used due to its capacity for rapid and accurate detection of a wide variety of target molecules or biomarkers. DNA hybridization sensors are based on the increase of negative charge on the electrode surface after the DNA target hybridize to the immobilized probes. The development of this platform requires first an understanding of the immobilization process and optimization of surface probe density. In this thesis the electron transfer is investigated on a label-free DNA hybridization detection by its intrinsic charge. The investigation using different immobilization buffers shows a strong dependence on their composition and concentration, and also the influence of the probe and spacer co-immobilized to obtain an organized and compact self-assembled monolayer. The probe density is determined using the chronocoulometry method with hexaammineruthenium (III) chloride, where the value is calculated from the number of cationic redox molecules electrostatically associated with the anionic DNA backbone and presented a linear relationship between thiol molar fraction and probe density from 2 to 5 x 1012 molecules/cm2. The effect of hybridization was determined using electrochemical impedance spectroscopy using negatively charged ferri/ferrocyanide redox couple in solution. After probe surface density optimization, the maximum shift of charge transfer resistence (20%) upon 1 M complementary sequence was obtained with around 25% probe fraction immobilized vii viii on surface. This electrochemical platform developed was able to detected 100 pM of target sequence and distinguish mismatched sequences. The limit of detection is higher when compared to the literature, however, this system can be further improved by amplifing the signal. The same platform is reproduced in the quartz crystal microbalance system and with field-effect transistor, comparing the different detections. The same platform is tested using two different HER2 aptamer sequences. Biological aspects are explored for a better understanding of the system
Title in English
Detecção de alterações relacionadas ao câncer de mama através de sensores de carga ou de massa acoplados a monocamadas de DNA
Keywords in English
Aptamer
DNA
Eletroquímica
QCM
Abstract in English
O biossensor eletroquímico foi amplamente utilizado devido à sua capacidade de Detecção rápida e precisa de uma grande variedade de moléculas alvo ou biomarcadores. Os sensores de hibridização do DNA são baseados no aumento da carga negativa na Superfície do eletrodo depois que o alvo do DNA se hibridar com as sondas imobilizadas. o O desenvolvimento desta plataforma exige primeiro uma compreensão da imobilização Processo e otimização da densidade da sonda de superfície. Nesta tese, o elétron A transferência é investigada em uma detecção de hibridação de DNA sem rótulas por sua intrínseca carregar. A investigação usando diferentes buffers de imobilização mostra uma forte Dependência de sua composição e concentração, e também a influência da Sonda e espaçador co-imobilizados para obter uma auto-montagem organizada e compacta Monocamada. A densidade da sonda é determinada usando o método de cronoculometria Com cloreto de hexaamminerutenio (III), onde o valor é calculado a partir do Número de moléculas redox catiónicas associadas eletrostática com o aniónico DNA backbone e apresentou uma relação linear entre a fração molar tiol E densidade de sonda de 2 a 5 x 1012 moléculas / cm2. O efeito da hibridação Foi determinado usando espectroscopia de impedância eletroquímica usando negativamente Casal redox ferri / ferrocianeto carregado em solução. Após a densidade da superfície da sonda Otimização, a mudança máxima da resistência à transferência de carga (20%) após 1 M A sequência complementar foi obtida com cerca de 25% de fração de sonda imobilizada Vii Viii Na superfície. Esta plataforma eletroquímica desenvolvida foi capaz de detectar 100 pM Da sequência alvo e distinguir sequências incompatíveis. O limite de detecção É maior quando comparado à literatura, no entanto, esse sistema pode ser mais Melhorou ampliando o sinal. A mesma plataforma é reproduzida no Sistema de microbalança de cristal de quartzo e com transistor de efeito de campo, comparando o Detecções diferentes. A mesma plataforma é testada usando dois diferentes HERMETO aptamer Sequências. Os aspectos biológicos são explorados para uma melhor compreensão do sistema
 
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Release Date
2019-07-26
Publishing Date
2017-10-31
 
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