Published November 6, 2019
| Version v1
Publication
Open
Use of data processing for rapid detection of the prostate-specific antigen biomarker using immunomagnetic sandwich-type sensors
Creators
- 1. Universidade Federal de São Carlos
- 2. Universidade de São Paulo
- 3. Brazilian Center for Research in Energy and Materials
- 4. Universidade Federal do Paraná
Description
Diagnosis of cancer using electroanalytical methods can be achieved at low cost and in rapid assays, but this may require the combination with data treatment for determining biomarkers in real samples. In this paper, we report an immunomagnetic nanoparticle-based microfluidic sensor (INμ-SPCE) for the amperometric detection of the prostate-specific antigen (PSA) biomarker, the data of which were treated with information visualization methods. The INμ-SPCE consists of eight working electrodes, reference and counter electrodes. On the working electrodes, magnetic nanoparticles with secondary antibodies with the enzyme horseradish peroxidase were immobilized for the indirect detection of PSA in a sandwich-type procedure. Under optimal conditions, the immunosensor could operate within a wide range from 12.5 to 1111 fg·L-1, with a low detection limit of 0.062 fg·L-1. Multidimensional projections combined with feature selection allowed for the distinction of cell lysates with different levels of PSA, in agreement with results from the traditional enzyme-linked immunosorbent assay. The approaches for immunoassays and data processing are generic, and therefore the strategies described here may provide a simple platform for clinical diagnosis of cancers and other types of diseases.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
يمكن تشخيص السرطان باستخدام طرق التحليل الكهربائي بتكلفة منخفضة وفي فحوصات سريعة، ولكن هذا قد يتطلب الجمع مع معالجة البيانات لتحديد المؤشرات الحيوية في عينات حقيقية. في هذه الورقة، نقوم بالإبلاغ عن مستشعر الموائع الدقيقة القائم على الجسيمات النانوية المناعية (INμ - SPCE) للكشف عن مقياس التيار الكهربائي للمؤشر الحيوي لمستضد البروستاتا المحدد (PSA)، والذي عولجت بياناته بطرق تصور المعلومات. يتكون INμ - SPCE من ثمانية أقطاب كهربائية عاملة وأقطاب مرجعية وأقطاب مضادة. على الأقطاب الكهربائية العاملة، تم تثبيت الجسيمات النانوية المغناطيسية ذات الأجسام المضادة الثانوية مع إنزيم بيروكسيداز الفجل للكشف غير المباشر عن مستضد البروستاتا النوعي في إجراء من نوع الشطيرة. في ظل الظروف المثلى، يمكن أن يعمل المستشعر المناعي ضمن نطاق واسع من 12.5 إلى 1111 fg·L -1، مع حد كشف منخفض يبلغ 0.062 fg·L -1. سمحت الإسقاطات متعددة الأبعاد جنبًا إلى جنب مع اختيار الميزات بتمييز تحلل الخلايا بمستويات مختلفة من مستضد البروستاتا النوعي، بالاتفاق مع نتائج الفحص التقليدي للممتص المناعي المرتبط بالإنزيم. تعد مناهج المقايسات المناعية ومعالجة البيانات عامة، وبالتالي قد توفر الاستراتيجيات الموضحة هنا منصة بسيطة للتشخيص السريري للسرطانات وأنواع أخرى من الأمراض.Translated Description (French)
Le diagnostic du cancer à l'aide de méthodes électroanalytiques peut être réalisé à faible coût et dans des dosages rapides, mais cela peut nécessiter la combinaison avec un traitement de données pour déterminer les biomarqueurs dans des échantillons réels. Dans cet article, nous rapportons un capteur microfluidique immunomagnétique à base de nanoparticules (INμ-SPCE) pour la détection ampérométrique du biomarqueur de l'antigène prostatique spécifique (PSA), dont les données ont été traitées avec des méthodes de visualisation d'informations. L'INμ-SPCE se compose de huit électrodes de travail, de référence et de contre-électrodes. Sur les électrodes de travail, des nanoparticules magnétiques avec des anticorps secondaires avec l'enzyme peroxydase de raifort ont été immobilisées pour la détection indirecte du PSA dans une procédure de type sandwich. Dans des conditions optimales, l'immunocapteur pourrait fonctionner dans une large plage de 12,5 à 1111 fg·L-1, avec une limite de détection basse de 0,062 fg·L-1. Les projections multidimensionnelles combinées à la sélection des caractéristiques ont permis de distinguer les lysats cellulaires avec différents niveaux de PSA, en accord avec les résultats du dosage immuno-enzymatique traditionnel. Les approches pour les dosages immunologiques et le traitement des données sont génériques, et par conséquent les stratégies décrites ici peuvent fournir une plate-forme simple pour le diagnostic clinique des cancers et d'autres types de maladies.Translated Description (Spanish)
El diagnóstico del cáncer mediante métodos electroanalíticos se puede lograr a bajo costo y en ensayos rápidos, pero esto puede requerir la combinación con el tratamiento de datos para determinar biomarcadores en muestras reales. En este artículo, informamos sobre un sensor microfluídico basado en nanopartículas inmunomagnéticas (INμ-SPCE) para la detección amperométrica del biomarcador del antígeno prostático específico (PSA), cuyos datos se trataron con métodos de visualización de la información. El INμ-SPCE consta de ocho electrodos de trabajo, electrodos de referencia y contraelectrodos. En los electrodos de trabajo, se inmovilizaron nanopartículas magnéticas con anticuerpos secundarios con la enzima peroxidasa de rábano picante para la detección indirecta de PSA en un procedimiento tipo sándwich. En condiciones óptimas, el inmunosensor podría funcionar dentro de un amplio rango de 12.5 a 1111 fg·L-1, con un límite de detección bajo de 0.062 fg·L-1. Las proyecciones multidimensionales combinadas con la selección de características permitieron la distinción de lisados celulares con diferentes niveles de PSA, de acuerdo con los resultados del ensayo de inmunoabsorción ligado a enzimas tradicional. Los enfoques para los inmunoensayos y el procesamiento de datos son genéricos y, por lo tanto, las estrategias descritas aquí pueden proporcionar una plataforma simple para el diagnóstico clínico de cánceres y otros tipos de enfermedades.Files
2190-4286-10-210.pdf.pdf
Files
(1.6 MB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:2012ef14fdb319403dc4e67e4fd68c20
|
1.6 MB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- استخدام معالجة البيانات للكشف السريع عن المؤشرات الحيوية لمستضد البروستاتا المحدد باستخدام أجهزة استشعار من نوع الساندويتش المغناطيسي المناعي
- Translated title (French)
- Utilisation du traitement des données pour la détection rapide du biomarqueur de l'antigène spécifique de la prostate à l'aide de capteurs immunomagnétiques de type sandwich
- Translated title (Spanish)
- Uso del procesamiento de datos para la detección rápida del biomarcador del antígeno específico de la próstata utilizando sensores inmunomagnéticos de tipo sándwich
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W2986630162
- DOI
- 10.3762/bjnano.10.210
References
- https://openalex.org/W1427721125
- https://openalex.org/W1429844713
- https://openalex.org/W1899237864
- https://openalex.org/W1964240995
- https://openalex.org/W1970982342
- https://openalex.org/W1977305768
- https://openalex.org/W1981533112
- https://openalex.org/W1981838814
- https://openalex.org/W1984024310
- https://openalex.org/W1987971958
- https://openalex.org/W1991006138
- https://openalex.org/W1993214725
- https://openalex.org/W1995266400
- https://openalex.org/W2001186583
- https://openalex.org/W2002499751
- https://openalex.org/W2004778565
- https://openalex.org/W2015274841
- https://openalex.org/W2023522763
- https://openalex.org/W2037594142
- https://openalex.org/W2038657352
- https://openalex.org/W2040926477
- https://openalex.org/W2043132649
- https://openalex.org/W2047156011
- https://openalex.org/W2050564808
- https://openalex.org/W2052653636
- https://openalex.org/W2054169373
- https://openalex.org/W2056696900
- https://openalex.org/W2062487330
- https://openalex.org/W2064305654
- https://openalex.org/W2067930214
- https://openalex.org/W2073559629
- https://openalex.org/W2078328169
- https://openalex.org/W2080432458
- https://openalex.org/W2082359809
- https://openalex.org/W2085501987
- https://openalex.org/W2090518890
- https://openalex.org/W2091702217
- https://openalex.org/W2095376517
- https://openalex.org/W2128021408
- https://openalex.org/W2134312057
- https://openalex.org/W2139702401
- https://openalex.org/W2142019112
- https://openalex.org/W2142858445
- https://openalex.org/W2149850667
- https://openalex.org/W2150552427
- https://openalex.org/W2162252681
- https://openalex.org/W2172123858
- https://openalex.org/W2217442075
- https://openalex.org/W2233973795
- https://openalex.org/W2257993785
- https://openalex.org/W2261191213
- https://openalex.org/W2307401181
- https://openalex.org/W2404991920
- https://openalex.org/W2482589566
- https://openalex.org/W2513913284
- https://openalex.org/W2555955413
- https://openalex.org/W2563610178
- https://openalex.org/W2612058293
- https://openalex.org/W2736006547
- https://openalex.org/W2736323618
- https://openalex.org/W2787399548
- https://openalex.org/W2883485963
- https://openalex.org/W2894426001
- https://openalex.org/W2925124073
- https://openalex.org/W2942266143
- https://openalex.org/W3007599434
- https://openalex.org/W4205606066
- https://openalex.org/W4298314492