Electrochemical DNA-sensors for determining biologically active low-molecular compounds

Evtyugin, G. A.; Будников, Г. К.; Porfireva, Anna

doi:10.1134/s107036320812030x

Cited by 8 publications

(6 citation statements)

References 90 publications

Supporting

Mentioning

Contrasting

Unclassified

Order By: Relevance

“…A variety of scientific studies have shown that biosensors based on immobilised DNA are able to detect low and high molecular weight substances. The outcome of this is a new class of affinity biosensors for applications in environmental analysis, medicine and drug discovery [1]. Detection of genotoxic compounds [2][3][4][5], identification of DNA-binding proteins [6][7][8][9][10] or low molecular weight binders [1,11,12], influence of pharmaceuticals on DNA metabolism [13,14] and usage of aptamers [15][16][17][18][19] for specific analyte detection are interesting applications.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

“…The outcome of this is a new class of affinity biosensors for applications in environmental analysis, medicine and drug discovery [1]. Detection of genotoxic compounds [2][3][4][5], identification of DNA-binding proteins [6][7][8][9][10] or low molecular weight binders [1,11,12], influence of pharmaceuticals on DNA metabolism [13,14] and usage of aptamers [15][16][17][18][19] for specific analyte detection are interesting applications. Signal transduction can be realised in different ways: There are fluorescence based methods [20][21][22], mass-sensitive techniques [23][24][25] as well as sensors based on surface plasmon resonance spectroscopy [26][27][28] and electrochemical methods [29][30][31].…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

See 1 more Smart Citation

Direct Detection of DNA and DNA‐Ligand Interaction by Impedance Spectroscopy

Witte

Lisdat

2010

Electroanalysis

View full text Add to dashboard Cite

In this work we present an impedimetric detection system for DNA-ligand interactions. The sensor system consists of thiol-modified single-stranded DNA chemisorbed to gold. Impedance measurements in the presence of the redox system ferri-/ferrocyanide show an increase in charge transfer resistance (R ct ) after hybridisation of a complementary target. Different amounts of capture strands, used for gold electrode modification, result in surface coverages between 3 and 15 pmol/cm 2 ssDNA. The relative change in R ct upon hybridisation increases with increasing amount of capture probe on the electrode from 1.5-to 4.5-fold. 2 + and spermine exhibits a decrease in charge transfer resistance. Here, the ligands interaction leads to electrostatic shielding of the negatively charged DNA backbone. The impedance changes have been evaluated in dependence on the concentration of both DNA binders. Furthermore, the association of a single-stranded binding protein (SSBP) is found to cause an increase in charge transfer resistance only when incubated with single-stranded DNA. The specific binding of an anti-dsDNA antibody to the dsDNA-modified electrode surface decreases in contrast the interfacial impedance.

show abstract

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Direct Detection of DNA and DNA‐Ligand Interaction by Impedance Spectroscopy

Witte

Lisdat

2010

Electroanalysis

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…Eine Vielzahl an Studien belegen die Möglichkeit, DNA-Biosensoren auch für den Nachweis von niedermolekularen Substanzen einzusetzen (Evtyugin et al 2008;Erdem et al 2002;Shah et al 2008), die mit der DNA durch Interkalation, über Bindung in den Furchen doppelsträngiger DNA oder auf Grund elektrostatischer Wechselwirkungen interagieren (Labuda et al 2010). Ein weiterer Bereich ist die Untersuchung von Protein-DNA-Wechselwirkungen, welchen eine vielfältige Bedeutung innerhalb von zellulären Prozessen, wie z.…”

Section: Introductionunclassified

Labelfreie Detektion von Protein-DNA-Interaktionen durch elektrochemische Impedanzspektroskopie

Tersch¹,

Lisdat²

2012

Wissenschaftliche Beiträge / Technische Hochschule Wildau

View full text Add to dashboard Cite

Es wird ein impedimetrisches Sensorsystem für den Nachweis von Protein-DNA-Wechselwirkungen vorgestellt. Der Sensor nutzt kurze Thiol-markierte DNA (ssDNA), die über Chemisorption auf Goldchipelektroden immobilisiert wird. Aus den Impedanzspektren wurde der Durchtrittswiderstand (R ct ) als Kenngröße für die zu untersuchenden Wechselwirkungen gewählt. In Anwesenheit des Redoxsystems Ferro-/Ferrycyanid konnte eine Zunahme des Durchtrittswiderstandes nach der Immobilisierung und anschließender Hybridisierung auf der Sensoroberfl äche registriert werden. Der Einsatz längerer Fänger-DNA (25mer im Vergleich zu 18-mer) führte zu einer Abnahme der Konzentration an immobilisierten Fänger-Strängen, aber auch zu einer Vergrößerung der Durchtrittswiderstände sowohl für ssDNA als auch dsDNA. Bei ähnlichen Oberfl ächenkonzentrationen ließ sich eine annähernd gleiche Sensitivität des Hybridisierungsnachweises im Vergleich zu 18-mer Fänger-Strängen erzielen. Mit Hilfe des Elektrodensystems wurde die Nachweisbarkeit von Protein-DNA-Wechselwirkungen untersucht. Die Restriktion doppelsträngiger DNA durch die Restriktionsendonuklease BamHI konnte mit der Zyklovoltammetrie und markierungsfrei mit der Impedanzspektroskopie verfolgt werden. Des Weiteren wurde die sequenzspezifi sche Bindung des Transkriptionsfaktors NF-κB p50 anhand einer Abnahme von R ct impedimetrisch registriert.

show abstract

“…Этот сигнал формирует отклик биохимических реакций, либо электрохимических превращений меток (электрохимически активных группировок, ферментов, органических комплексов переходных металлов), взаимодействующих с ДНК. ДНКсенсоры перспективны для скрининга и исследования фармокинетики новых лекарств и биологически активных пищевых добавок [16][17]. Они позволяют использовать последовательность нуклеотидов специфических участков ДНК и благодаря этому идентифицировать патогенные микроорганизмы и вирусы для установления отцовства, раннего обнаружения генетических аномалий, врожденных мутаций, новых противораковых препаратов [17].…”

unclassified

“…ДНКсенсоры перспективны для скрининга и исследования фармокинетики новых лекарств и биологически активных пищевых добавок [16][17]. Они позволяют использовать последовательность нуклеотидов специфических участков ДНК и благодаря этому идентифицировать патогенные микроорганизмы и вирусы для установления отцовства, раннего обнаружения генетических аномалий, врожденных мутаций, новых противораковых препаратов [17]. Одна из основных проблем дальнейшего развития ДНК-сенсоров состоит в повышении информативности сигнала и его биохимической достоверности.…”

unclassified

New research directions in the development of analytical chemistry

Matakova¹

2016

KazNU Chem Bull

View full text Add to dashboard Cite

В статье показано, что открытие элементов с наноразмерами дало возможность синтезировать новые химические соединения без химической реакции и определило основу эффективного развития наноаналитической химии в последние два десятилетия.В статье большое внимание уделяется перспективному развитию биоаналитической химии, основанной на безреагентных сенсорных методах анализа биохимических процессов с целью борьбы с быстропротекающими опасными инфекциями века.Показана необычная возможность развития «зеленой» химии в направлении аналитического контроля производства и окружающей среды, исключающего вредные выбросы в атмосферу путем использования неожиданных свойств ионных жидкостей. Ключевые слова: наноразмеры; наноаналитическая химия; инфекция; сенсорный метод; «зеленая» химия. Жаңа ғылыми бағыттар талдағыш химияның дамуындаМатакова Р.Н.Әл-Фараби атындағы Қазақ ұлттық университеті, Алматы қ., Қазақстан *Мақалада наноөлшемді элементтердің ашылуы жаңа химиялық қосылыстарды химиялық реакциясыз синтездеуге мүмкіндік беріп, соңғы екі онжылдықтағы наноаналитикалық химияның эффективті дамуының негізін қалағаны көрсетілген.Мақалада ғасырдың қауіпті жылдам өтетін инфекциялармен күресу мақсатында биохимиялық процестерді талдаудың реагентсіз сенсорлық әдістерге негізделген биоаналитикалық химияның дамуына көп көңіл бөлінген.Иондық сұйықтықтардың қасиеттерді қолдану арқылы атмосфераға зиянды шығарылымдарды жоюға мүмкіндік беретін өндірісті және қоршаған ортаны аналитикалық бақылау бағытында «жасыл» химияның дамуы мүмкіндігі көрсетілген. Түйін сөздер: наноөлшемдер; наноталдағыш химия; инфекция; сенсорлық әдіс; «жасыл» химия.The article shows that discovering nanoscale elements made it possible to synthesize new chemical compounds without chemical reaction and defined the basis of effective development of nanoanalytical chemistry in the past two decades.The article focuses on the prospective development of bioanalytical chemistry, based on reagentless sensory methods of analysis of biochemical processes to cure fast dangerous infections of the century.Unusual opportunity of development of «green» chemistry in the direction of the analytical control of production and the environment, eliminating harmful emissions into the atmosphere through the use of unexpected properties of ionic liquids have been shown.

show abstract

Electrochemical DNA-sensors for determining biologically active low-molecular compounds

Cited by 8 publications

References 90 publications

Direct Detection of DNA and DNA‐Ligand Interaction by Impedance Spectroscopy

Direct Detection of DNA and DNA‐Ligand Interaction by Impedance Spectroscopy

Labelfreie Detektion von Protein-DNA-Interaktionen durch elektrochemische Impedanzspektroskopie

New research directions in the development of analytical chemistry

Contact Info

Product

Resources

About