論文の概要: Capture Agent Free Biosensing using Porous Silicon Arrays and Machine Learning

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2201.11671v1
• Date: Sat, 22 Jan 2022 18:39:46 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2022-01-30 11:24:48.678828
• Title: Capture Agent Free Biosensing using Porous Silicon Arrays and Machine Learning
• Title（参考訳）: 多孔質シリコンアレイを用いた捕捉剤フリーバイオセンシングと機械学習
• Authors: Simon J. Ward, Tengfei Cao, Xiang Zhou, Catie Chang, Sharon M. Weiss
• Abstract要約: 我々は多孔質シリコン(PSi)薄膜を用いた多目的捕捉剤フリーバイオセンサプラットフォームを報告した。 このシステムが3つのタンパク質を再現的に分類し、定量化し、識別する能力は、少なくとも0.02g/Lまでの濃度で示される。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 3.8271082752302137
• License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
• Abstract: Biosensors are an essential tool for medical diagnostics, environmental monitoring and food safety. Typically, biosensors are designed to detect specific analytes through functionalization with the appropriate capture agents. However, the use of capture agents limits the number of analytes that can be simultaneously detected and reduces the robustness of the biosensor. In this work, we report a versatile, capture agent free biosensor platform based on an array of porous silicon (PSi) thin films, which has the potential to robustly detect a wide variety of analytes based on their physical and chemical properties in the nanoscale porous media. The ability of this system to reproducibly classify, quantify, and discriminate three proteins is demonstrated to concentrations down to at least 0.02g/L (between 300nM and 450nM) by utilizing PSi array elements with a unique combination of pore size and buffer pH, employing linear discriminant analysis for dimensionality reduction, and using support vector machines as a classifier. This approach represents a significant step towards a low cost, simple and robust biosensor platform that is able to detect a vast range of biomolecules.
• Abstract（参考訳）: バイオセンサーは医療診断、環境モニタリング、食品安全に不可欠なツールである。 通常、バイオセンサーは適切な捕捉剤で機能化することで特定の分析物質を検出するように設計されている。 しかし、捕捉剤の使用は同時に検出できる分析物の数を制限し、バイオセンサーの堅牢性を低下させる。 本研究では,多孔質シリコン(psi)薄膜の配列に基づいて,ナノスケール多孔質媒体の物理的・化学的特性に基づいて,多種多様なアナライトをロバストに検出する可能性を持つ多彩な多孔質シリコン(psi)薄膜を用いた多孔質捕捉剤フリーバイオセンサープラットフォームについて報告する。 このシステムが3つのタンパク質を再現的に分類、定量化、識別する能力は、孔径とバッファpHのユニークな組み合わせでPSi配列要素を用いて少なくとも0.02g/L(300nMと450nMの間)まで濃度を下げ、次元減少のために線形判別分析を行い、支持ベクトルマシンを分類器として用いることにより示される。 このアプローチは、低コストでシンプルで堅牢なバイオセンサープラットフォームへの大きな一歩であり、幅広い生体分子を検出することができる。

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