kth.sePublikationer KTH
Ändra sökning
RefereraExporteraLänk till posten
Permanent länk

Direktlänk
Referera
Referensformat
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Annat format
Fler format
Språk
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Annat språk
Fler språk
Utmatningsformat
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Toward Continuous Molecular Testing Using Gold-Coated Threads as Multi-Target Electrochemical Biosensors
KTH, Skolan för kemi, bioteknologi och hälsa (CBH), Fiber- och polymerteknologi, Fiberteknologi.
KTH, Skolan för kemi, bioteknologi och hälsa (CBH), Fiber- och polymerteknologi, Fiberteknologi.ORCID-id: 0000-0001-7002-1382
KTH, Skolan för kemi, bioteknologi och hälsa (CBH), Fiber- och polymerteknologi, Fiberteknologi.ORCID-id: 0000-0001-7454-7189
KTH, Skolan för kemi, bioteknologi och hälsa (CBH), Fiber- och polymerteknologi, Fiberteknologi.ORCID-id: 0000-0001-6371-6055
Visa övriga samt affilieringar
2023 (Engelska)Ingår i: Biosensors, ISSN 2079-6374, Vol. 13, nr 9, artikel-id 844Artikel i tidskrift (Refereegranskat) Published
Abstract [en]

Analytical systems based on isothermal nucleic acid amplification tests (NAATs) paired with electroanalytical detection enable cost-effective, sensitive, and specific digital pathogen detection for various in situ applications such as point-of-care medical diagnostics, food safety monitoring, and environmental surveillance. Self-assembled monolayers (SAMs) on gold surfaces are reliable platforms for electroanalytical DNA biosensors. However, the lack of automation and scalability often limits traditional chip-based systems. To address these challenges, we propose a continuous thread-based device that enables multiple electrochemical readings on a functionalized working electrode Au thread with a single connection point. We demonstrate the possibility of rolling the thread on a spool, which enables easy manipulation in a roll-to-roll architecture for high-throughput applications. As a proof of concept, we have demonstrated the detection of recombinase polymerase amplification (RPA) isothermally amplified DNA from the two toxic microalgae species Ostreopsis cf. ovata and Ostreopsis cf. siamensis by performing a sandwich hybridization assay (SHA) with electrochemical readout.

Ort, förlag, år, upplaga, sidor
MDPI AG , 2023. Vol. 13, nr 9, artikel-id 844
Nyckelord [en]
chronoamperometry, isothermal DNA amplification, metal-coated threads, roll-to-roll, sandwich hybridization assay, self-assembled monolayers
Nationell ämneskategori
Analytisk kemi
Identifikatorer
URN: urn:nbn:se:kth:diva-338402DOI: 10.3390/bios13090844ISI: 001074469800001PubMedID: 37754078Scopus ID: 2-s2.0-85172180625OAI: oai:DiVA.org:kth-338402DiVA, id: diva2:1806714
Anmärkning

QC 20231023

Tillgänglig från: 2023-10-23 Skapad: 2023-10-23 Senast uppdaterad: 2024-10-02Bibliografiskt granskad
Ingår i avhandling
1. Electroanalytical Platforms Based on Textiles and Printed Circuit Boards for Point-of-Need Tests
Öppna denna publikation i ny flik eller fönster >>Electroanalytical Platforms Based on Textiles and Printed Circuit Boards for Point-of-Need Tests
2024 (Engelska)Doktorsavhandling, sammanläggning (Övrigt vetenskapligt)
Abstract [en]

Point-of-need devices perform analytical tests that help inform decisions where they are needed, away from modern lab infrastructure, be it in-field or in resource-poor settings. They have many applications, including veterinary medicine, agriculture, food safety, environmental monitoring, and forensics. In medical diagnostics, such devices are called point-of-care tests, and they could help combat societal challenges such as the spread of epidemic diseases and providing adequate healthcare in developing countries. Point-of-care devices could also be wearable to non-invasively monitor body fluids such as sweat or urine from the patient. Ideal point-of-care devices conform with the REASSURED criteria, that they should be Real-time connected, Easy to collect samples, Affordable, Sensitive, Specific, User-friendly, Rapid, robust, Equipment-free, environmentally friendly, and Deliverable to the end user.

We have here developed Point-of-need devices based on textiles and Printed Circuit Boards (PCBs); both well-established technologies that could offer low-cost mass production using existing industrial resources. Specifically, we have made electrochemical biosensors based on gold-coated yarn in a rolling architecture, as well as combined with wicking Coolmax® yarn acting as microfluidic channels in wearable systems, enabling advanced textile-based diagnostic devices suitable for automation or machine-stitching into fabrics. We also showed biosensors based on gold-coated PCBs that can connect to portable potentiostats for electrochemical detection and have integrated heating for isothermal nucleic acid amplification.

Abstract [sv]

Fälttestsenheter utför analytiska tester som hjälper till att informera beslut där de behövs, separat från modern labbinfrastruktur, vare sig det är i fält eller i resurssvaga områden. De har många tillämpningar, inklusive veterinärmedicin, jordbruk, livsmedelssäkerhet, miljöövervakning och kriminalteknik. Inom medicinsk diagnostik kallas sådana apparater patientnära tester, och de kan hjälpa till att bekämpa samhällsutmaningar såsom spridning av epidemiska sjukdomar och tillhandahållande av adekvat sjukvård i utvecklingsländer. Patientnära testenheter kan också vara bärbara för att icke-invasivt övervaka kroppsvätskor såsom svett eller urin från patienten. Idealiska patientnära enheter korresponderar med REASSURED-kriterierna, att de ska vara realtidsanslutna, lätta att samla in prover, prisvärda, känsliga, specifika, användarvänliga, snabba, robusta, utrustningsfria, miljövänliga och leveransbara till slutanvändaren. Vi har här utvecklat fälttestenheter baserade på textilmaterial och mönsterkort; båda väletablerade teknologier som skulle kunna erbjuda massproduktion till låg kostnad med hjälp av befintliga industriella resurser. Specifikt har vi tillverkat elektrokemiska biosensorer baserade på guldbelagt garn i en rullande arkitektur, samt kombinerat med vätande Coolmax®-garn som fungerar som mikrofluidkanaler i bärbara system, vilket möjliggör avancerade textilbaserade diagnostiska enheter lämpliga för automatisering eller maskinsömnad i tyger. Vi visade också biosensorer baserade på guldbelagda PCB som kan ansluta till bärbara potentiostater för elektrokemisk detektering ha integrerad värmefunktion för isotermisk nukleinsyraamplifiering.

Ort, förlag, år, upplaga, sidor
Stockholm: KTH Royal Institute of Technology, 2024. s. 45
Serie
TRITA-CBH-FOU ; 2024:36
Nyckelord
Point-of-Care Diagnostics, Electrochemical Biosensors, Microfluidic Textile-based Analytical Devices, Lab-on-PCB, Patientnära diagnostik, elektrokemiska biosensorer, mikrofluidiska textilbaserade analytiska enheter, Lab-on-PCB
Nationell ämneskategori
Textil-, gummi- och polymermaterial Cell- och molekylärbiologi Annan elektroteknik och elektronik Annan medicinteknik
Forskningsämne
Fiber- och polymervetenskap
Identifikatorer
urn:nbn:se:kth:diva-354239 (URN)978-91-8106-046-1 (ISBN)
Disputation
2024-10-25, Kollegiesalen, Brinellvägen 6, Stockholm, 14:00 (Engelska)
Opponent
Handledare
Anmärkning

QC 20241003

Tillgänglig från: 2024-10-03 Skapad: 2024-10-02 Senast uppdaterad: 2024-10-14Bibliografiskt granskad

Open Access i DiVA

Fulltext saknas i DiVA

Övriga länkar

Förlagets fulltextPubMedScopus

Person

Hanze, MartinKhaliliazar, ShirinReu, PedroToldrà Filella, AnnaHamedi, Mahiar

Sök vidare i DiVA

Av författaren/redaktören
Hanze, MartinKhaliliazar, ShirinReu, PedroToldrà Filella, AnnaHamedi, Mahiar
Av organisationen
Fiberteknologi
I samma tidskrift
Biosensors
Analytisk kemi

Sök vidare utanför DiVA

GoogleGoogle Scholar

doi
pubmed
urn-nbn

Altmetricpoäng

doi
pubmed
urn-nbn
Totalt: 104 träffar
RefereraExporteraLänk till posten
Permanent länk

Direktlänk
Referera
Referensformat
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Annat format
Fler format
Språk
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Annat språk
Fler språk
Utmatningsformat
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf