Please use this identifier to cite or link to this item:
http://kb.psu.ac.th/psukb/handle/2016/18023
Title: | An Electrochemical Biosensor for the Detection of EpCAM-Based Circulating Tumor Cells |
Other Titles: | ไบโอเซนเซอร์ทางเคมีไฟฟ้าสำหรับตรวจวัดเซลล์มะเร็งในกระแสเลือดที่มีการแสดงออกของโปรตีนแอปแคม |
Authors: | Tonghathai Phairatana Hazim Samae Faculty of Medicine (Institute of Biomedical Engineering) คณะแพทยศาสตร์ สถาบันวิศวกรรมชีวการแพทย์ |
Keywords: | Electrochemical impedance spectroscopy;CTCs detection;Polyaniline and gold nanoparticles interaction;Conductive streptavidin protein;Biosensors;Impedance spectroscopy;Electrochemical sensors |
Issue Date: | 2022 |
Publisher: | Prince of Songkla University |
Abstract: | Cancer is the second leading cause of death globally, accounting for an estimated 10 million deaths per year. Most deaths occur during metastasis stages when cancer cells are shed from the solid tumor and spread to other parts of the cancer patient’s body (circulating tumor cell). An electrochemical immunosensor is a powerful analytical tool based on the specific interaction between antibody and antigen, in which the specific interaction is measured through electrical signals. This study aimed to develop an electrochemical immunosensor for circulating tumor cell detection using a screen-printed gold electrode (SPAuE). The developed immunosensor was fabricated by electropolymerized polyaniline (PANI) on the working electrode. Gold nanoparticles were then electrodeposited on PANI-modified SPAuE. Streptavidin molecules were immobilized on the PANI-modified SPAuE, followed by biotin-EpCAM antibody binding on the surface. Electrochemical measurements were performed using electrochemical impedance spectroscopy. The results showed an increase in charge transfer resistance related to an increase in MCF-7 cell concentrations in the range of 10 to 106 cells mL¬1 (relative correlation coefficient = 0.997) with a detection limit (LOD) as low as 2 cells mL ¬-1 (3Sa/b). The developed immunosensor also exhibited high selectivity and good reproducibility. The immunosensor could provide high-potential tools with sensitivity and selectivity to screen breast cancer cells in the early stage for point-of-care testing development. |
Abstract(Thai): | มะเร็งเป็นสาเหตุของการเสียชีวิตเป็นอันดับสองของโลก และพบว่ามีผู้เสียชีวิตประมาณ 10 ล้านคนต่อปี โดยการเสียชีวิตส่วนใหญ่ของผู้ป่วยมะเร็งเกิดขึ้นในช่วงระยะแพร่กระจาย (metastasis) ซึ่งเป็นช่วงที่เซลล์มะเร็งมีการหลุดออกจากก้อนเนื้อมะเร็ง ไหลเวียนและแพร่กระจายไปยังส่วนต่างๆของร่างกายผู้ป่วย (circulating tumor cells) การตรวจวัดโดยใช้อิมมูโนเซนเซอร์ทางเคมีไฟฟ้าเป็นหนึ่งวิธีที่มีสมรรถภาพสูงซึ่งสามารถให้ข้อมูลได้ทั้งในเชิงคุณภาพและปริมาณที่มีความไววิเคราะห์และความจำเพาะต่อการตรวจวัดต่อตัวอย่างเป้าหมายสูง โดยการศึกษาในครั้งนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อพัฒนาอิมมูโนเซนเซอร์ทางเคมีไฟฟ้าสำหรับการตรวจวัดเซลล์มะเร็งที่ไหลเวียนในกระแสเลือดโดยใช้ขั้วไฟฟ้าทองชนิกสกรีนพริ้นท์ โดยเคลือบพอลิอะนิลีนบนขั้วไฟฟ้าผ่านกระบวนการอิเล็กโทรพอลิเมอร์ไรเซชัน จากนั้นทำการเคลือบอนุภาคนาโนทองบนพื้นผิวของพอลิอะนิลีนผ่านกระบวนการทางเคมีไฟฟ้า โมเลกุลสเตรปตาวิดินและไบโอติน-แอนติบอดี ชนิด EpCAM ถูกตรึงไว้บนพื้นผิวเซนเซอร์และตรวจวัดเซลล์มะเร็งด้วยเทคนิคอิมพีแดนซ์สเปกโตรสโคปีเชิงเคมีไฟฟ้า จากผลการทดลองแสดงให้เห็นว่าการเพิ่มขึ้นของความต้านทานของการถ่ายโอนประจุไฟฟ้ามีความสอดคล้องกับการเพิ่มขึ้นของจำนวนความเข้มข้นของเซลล์มะเร็งชนิด MCF-7 ในช่วง 10 ถึง 106 เซลล์ต่อมิลลิลิตร (ค่าสัมประสิทธิ์สหสัมพันธ์ = 0.997) โดยมีขีดจำกัดของการตรวจวัด (limit of detection) ที่ 2 เซลล์ต่อมิลลิลิตร (3Sa/b) นอกจากนี้อิมมูโนเซนเซอร์มีความจำเพาะสูงและความสามารถในการทำซ้ำที่ดีอีกด้วย เครื่องมืออิมมูโนเซนเซอร์นี้สามารถเป็นเครื่องมือที่มีศักยภาพสูงที่มีความไววิเคราะห์ และความจำเพาะต่อการตรวจวัดเซลล์มะเร็งเต้านมในระยะแรกสำหรับการพัฒนาเป็นอุปกรณ์ตรวจวัด ณ จุดดูแลผู้ป่วย. |
Description: | Master of Science (Biomedical Engineering), 2022 |
URI: | http://kb.psu.ac.th/psukb/handle/2016/18023 |
Appears in Collections: | 371 Thesis |
Files in This Item:
File | Description | Size | Format | |
---|---|---|---|---|
6110320023.pdf | 6.06 MB | Adobe PDF | View/Open |
This item is licensed under a Creative Commons License