Publication: The development of real time DNA piezoelectric biosensor for the detection of Mycobacterium tuberculosis.
2
0
Resource Type
Language
eng
File Type
application/pdf
No. of Pages/File Size
129
Access Rights
open access
Rights
ผลงานนี้เผยแพร่ภายใต้ สัญญาอนุญาตครีเอทีฟคอมมอนส์แบบ แสดงที่มา-ไม่ใช้เพื่อการค้า 4.0 (CC BY-NC 4.0)
Rights Holder(s)
Srinakharinwirot University
Physical Location
Central Library
Suggested Citation
Thongchai Kaewphinit The development of real time DNA piezoelectric biosensor for the detection of Mycobacterium tuberculosis.. Retrieved from: https://hdl.handle.net/20.500.14740/50509
Alternative Title(s)
การพัฒนาดีเอ็นเอไพโซอิเล็กตริกไบโอเซนเซอร์ชนิดเรียลไทม์ สำหรับการ ตรวจเชื้อ ไมโคแบคทีเรียม ทุเบอร์คูโลสิส
Author(s)
Advisor(s)
Abstract
Tuberculosis is a disease caused by bacteria called Mycobacterium tuberculosis. It is among the top ten causes of global mortality and morbidity which makes it become the important public health problem among developing countries. Real time DNA piezoelectric biosensor has been developed for detection of Mycobacterium tuberculosis in clinical specimens. The resonant frequency responsibility of this biosensor device was up to 20 MHz in aqueous phase. The biotin-modified oligonucleotide probe, thiol-modified oligonucleotide probe/mercaptohexanol (MCH), and thiol-modified oligonucleotide probe were immobilized on gold surfaced electrode of quartz crystal by using flow rate at 30 μL/min. Downward shift of resonant frequency was monitored as an indicator of DNA hybridization. The data revealed that biotin-modified oligonucleotide probe, thiol-modified oligonucleotide probe/MCH, and thiol-modified ligonucleotide probe showed highest maximum concentration for detection at 1.0, 1.5, and 1.0 μM, respectively. The sensitivity of DNA detection was 0.25 μM synthetic targets, 1 μg/ml of DNA target sequence. This biosensor can be detected limit as 1.5×103 CFU/mL. The sensitivity can be increased by using avidin/gold nanoparticle at 25 %(v/v) for signal enhancement at 3’ end of DNA target sequence. The probe showed no cross hybridization to Mycobacterium avium and other microorganisms. Quartz crystal can be reused up to 10 times and kept at 4 ํC up to 4 months without losing activity. This device demonstrated high precision and accuracy. Direct detection of 200 clinical specimens (150 positive samples and 50 negative samples) using real time DNA piezoelectric biosensor was corresponded to PCR technique. The tool could be beneficial for further development as portable device for low cost routine diagnosis.
โอติน, ไทอัล-6-เมอร์แคปโตเฮกซะนอล,และไทอัล) ที่จำเพาะต่อดีเอ็นเอเป้าหมาย ตรึงลงบนผิวควอทซ์ คริสตัล โดยใช้อัตราการไหลของปั้มเท่ากับ 30 μL/min การลดลงของความถี่ ควอทซ์ คริสตัล บ่งตัวบ่งชี้การเกิดปฏิกิริยา ความเข้มข้นของดีเอ็นเอมีความเหมาะสมในการทำปฏิกิริยาสูงสุดของ ไบโอติน, ไทอัล-6-เมอร์แคปโตเฮกซะนอล, และไทอัล คือ 1.0, 1.5, และ 1.0 μM ตามลำดับ ซึ่งมีความไวในการเกิดปฏิกิริยาต่อดีเอ็นเอ เป้าหมายสังเคราะห์ อยู่ที่ 0.25 μM ความไวในการตรวจวัด สามารถตรวจวัดปริมาณ ดีเอ็นเอเป้าหมายของเชื้อได้น้อยที่สุดคือ 0.5 μg/ml ซึ่งสามารถเพิ่มความไวในการตรวจวัดได้ดีที่สุด เมื่อใช้แอฟวิดิน/อนุภาคนาโนของทอง 25 %(v/v) เชื่อมต่อที่ปลาย 3’ ของสายดีเอ็นเอเป้าหมาย ซึ่งสามารถวัดปริมาณเชื้อได้ 1.5×103 CFU/mL ส่วนการทดสอบความจำเพาะพบว่าไม่ปฏิกิริยาต่อเชื้อไมโคแบคทีเรียม เอเวียม และ แบคทีเรียชนิดอื่น ควอทซ์ คริสตัล ในระบบเซนเซอร์นี้สามารถนำกลับมาใช้ใหม่ในชิ้นงานเดิมได้มากกว่า 10 ครั้งและการเตรียมพื้นผิวที่มีดีเอ็นเอเก็บไว้ได้ไม่น้อยกว่า 4 เดือน ที่อุณหภูมิ 4 องศาเซลเซียส โดยปฏิกิริยาไม่ลดลง เครื่องมือชนิดมีความสามารถในการวัดค่าถูกต้องและแม่นยำสูง การตรวจวัดกับตัวอย่างเสมหะจำนวน 200 ตัวอย่าง (150 ตัวอย่าง ให้ผลบวกและ 50 ตัวอย่างให้ผลลบ) การตรวจวัดด้วยไบโอเซนเซอร์ชนิดนี้ พบว่า มีความสัมพันธ์ที่ดี เมื่อเปรียบเทียบกับค่าที่ได้ในห้องปฏิบัติด้วยวิธี พีซีอาร์ นอกจากนี้ยังเป็นเครื่องมือตรวจวัดราคาถูกแบบพกพา อีกทางเลือกหนึ่งที่จะนำไปสู่การวินิจฉัยเชื้อวัณโรคได้
โอติน, ไทอัล-6-เมอร์แคปโตเฮกซะนอล,และไทอัล) ที่จำเพาะต่อดีเอ็นเอเป้าหมาย ตรึงลงบนผิวควอทซ์ คริสตัล โดยใช้อัตราการไหลของปั้มเท่ากับ 30 μL/min การลดลงของความถี่ ควอทซ์ คริสตัล บ่งตัวบ่งชี้การเกิดปฏิกิริยา ความเข้มข้นของดีเอ็นเอมีความเหมาะสมในการทำปฏิกิริยาสูงสุดของ ไบโอติน, ไทอัล-6-เมอร์แคปโตเฮกซะนอล, และไทอัล คือ 1.0, 1.5, และ 1.0 μM ตามลำดับ ซึ่งมีความไวในการเกิดปฏิกิริยาต่อดีเอ็นเอ เป้าหมายสังเคราะห์ อยู่ที่ 0.25 μM ความไวในการตรวจวัด สามารถตรวจวัดปริมาณ ดีเอ็นเอเป้าหมายของเชื้อได้น้อยที่สุดคือ 0.5 μg/ml ซึ่งสามารถเพิ่มความไวในการตรวจวัดได้ดีที่สุด เมื่อใช้แอฟวิดิน/อนุภาคนาโนของทอง 25 %(v/v) เชื่อมต่อที่ปลาย 3’ ของสายดีเอ็นเอเป้าหมาย ซึ่งสามารถวัดปริมาณเชื้อได้ 1.5×103 CFU/mL ส่วนการทดสอบความจำเพาะพบว่าไม่ปฏิกิริยาต่อเชื้อไมโคแบคทีเรียม เอเวียม และ แบคทีเรียชนิดอื่น ควอทซ์ คริสตัล ในระบบเซนเซอร์นี้สามารถนำกลับมาใช้ใหม่ในชิ้นงานเดิมได้มากกว่า 10 ครั้งและการเตรียมพื้นผิวที่มีดีเอ็นเอเก็บไว้ได้ไม่น้อยกว่า 4 เดือน ที่อุณหภูมิ 4 องศาเซลเซียส โดยปฏิกิริยาไม่ลดลง เครื่องมือชนิดมีความสามารถในการวัดค่าถูกต้องและแม่นยำสูง การตรวจวัดกับตัวอย่างเสมหะจำนวน 200 ตัวอย่าง (150 ตัวอย่าง ให้ผลบวกและ 50 ตัวอย่างให้ผลลบ) การตรวจวัดด้วยไบโอเซนเซอร์ชนิดนี้ พบว่า มีความสัมพันธ์ที่ดี เมื่อเปรียบเทียบกับค่าที่ได้ในห้องปฏิบัติด้วยวิธี พีซีอาร์ นอกจากนี้ยังเป็นเครื่องมือตรวจวัดราคาถูกแบบพกพา อีกทางเลือกหนึ่งที่จะนำไปสู่การวินิจฉัยเชื้อวัณโรคได้
Description
Dissertation, Ph.D. (Molecular Biology)-- Srinakharinwirot University, 2010.
Degree Name
Ph.D. (Molecular Biology)
Degree Level
Doctoral
Degree Grantor(s)
Srinakharinwirot University