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J-GLOBAL ID：202102257950765826   整理番号：21A0719896

病原性真菌Colletotrichum gloeosporioidesのDNAマーカーの検出感度を増加させるCMOSベースバイオセンサにおける増幅金属増強蛍光の取り込み【JST・京大機械翻訳】

The Incorporation of Amplified Metal-Enhanced Fluorescence in a CMOS-Based Biosensor Increased the Detection Sensitivity of a DNA Marker of the Pathogenic Fungus Colletotrichum gloeosporioides

著者 (4件)： Harpaz Dorin (Institute of Plant Sciences and Genetics in Agriculture, Faculty of Agriculture, Food and Environment, The Hebrew University of Jerusalem, Rehovot 76100, Israel) ,  Harpaz Dorin (Institute of Postharvest and Food Science, Department of Postharvest Science, Volcani Center, Agricultural Research Organization, Rishon LeZion 7505101, Israel) ,  Alkan Noam (Institute of Postharvest and Food Science, Department of Postharvest Science, Volcani Center, Agricultural Research Organization, Rishon LeZion 7505101, Israel) ,  Eltzov Evgeni (Institute of Postharvest and Food Science, Department of Postharvest Science, Volcani Center, Agricultural Research Organization, Rishon LeZion 7505101, Israel)
資料名： Biosensors (Web)  (Biosensors (Web))
巻： 10  号： 12  ページ： 204  発行年： 2020年 
JST資料番号： U7149A  ISSN： 2079-6374  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： スイス (CHE)  言語： 英語 (EN)

抄録/ポイント： 地球規模の農業生鮮製品の半分は,主に様々な病原性真菌に起因する腐敗のため失われる。本研究では,Colletotrichum gloeosporioides菌の静止マーカーであるエノイル-CoA-ヒドラターゼ/イソメラーゼの検出を可能にする特異的DNA鎖を統合する相補的金属-オキシド-半導体(CMOS)に基づくバイオセンサを開発した。開発したバイオセンサ機構は金属増強蛍光(MEF)現象に基づき,ガラス表面に銀を堆積することによって増幅される。次いで,表面DNA鎖を表面に固定化し,試料内の標的mRNAの存在下で,セイヨウワサビペルオキシダーゼ(HRP)酵素に結合したレポーターDNA鎖もそれに結合する。HRP酵素とその基質から後に生成される光シグナルは,結合CMOSセンサによって増強され,検出される。銀溶液温度および体積,加熱モードおよびタンク材料を含む銀析出法に影響するいくつかのパラメータを調べた。さらに,銀層安定性と非特異的DNA吸収に対するブロッキング処理(スキムミルクまたはウシ血清アルブミン(BSA))の効果を試験した。最も重要なことに,銀層形成とMEF増幅に及ぼす堆積反応持続時間の効果も調べた。本研究で,好ましい銀析出反応時間を58分と同定し,ガラス表面上の銀の堆積を13回まで増大させ,また,50相対光単位(RLU)の最大光信号によるMEF現象の増幅をもたらした。MEFは,検出感度の増加をもたらすカスタマイズした銀析出法によって増幅できることを見出した。改善された条件の実施は,初期プロトコル(400RLU)と比較して,より高い検出光信号で3.3nM(4500RLU)に対するバイオセンサ感度を増加させた。さらに,光シグナルは,それぞれ1000,100,10,3.3および2nMの標的DNA鎖のすべての試験濃度に対して,改良プロトコルにおいて18.75,11.11,5.5,11.25および3.75倍増幅された。開発したバイオセンサシステムは収穫後の病原性真菌の検出を可能にし,その病原性状態を決定する。Copyright 2021 The Author(s) All rights reserved. Translated from English into Japanese by JST.【JST・京大機械翻訳】

シソーラス用語： ガラス ,  半導体 ,  銀 ,  酸化物 ,  *DNA【核酸】 ,  mRNA ,  基質 ,  脱脂乳 ,  *病原性 ,  貯槽 ,  ブロッキング ,  *Colletotrichum ,  セイヨウワサビペルオキシダーゼ ,  *バイオセンサ
準シソーラス用語： ウシ血清アルブミン , 【Automatic Indexing@JST】

著者キーワード (6件)： 病原性真菌 ,  Colletotrichum gloeosporioides ,  金属増強蛍光 ,  銀蒸着 ,  CMOSバイオセンサ ,  収穫後システム

分類 (2件)： 分析機器  (CC02020S) ,  核酸一般  (EB04010U)

引用文献 (80件)：

• Saravanakumar, V.; Malaiarasan, U.; Balasubramanian, R. Sustainable Agriculture, Poverty, Food Security and Improved Nutrition. In Sustainable Development Goals; Springer: Berlin/Heidelberg, Germany, 2020; pp. 13-39.
• Bahar, N.H.A.; Lo, M.; Sanjaya, M.; Van Vianen, J.; Alexander, P.; Ickowitz, A.; Sunderland, T. Meeting the food security challenge for nine billion people in 2050: What impact on forests? Glob. Environ. Chang. 2020, 62, 102056.
• Faostat, F. Agriculture Organization of the United Nations Statistics Division; Economic and Social Development Department: Rome, Italy, 2016.
• Okawa, K. Market and trade impacts of food loss and waste reduction. OECD Food Agric. Fish. Pap. 2015.
• Mbow, C.; Rosenzweig, C.; Barioni, L.G.; Benton, T.G.; Herrero, M.; Krishnapillai, M.; Liwenga, E.; Pradhan, P.; Rivera-Ferre, M.G.; Sapkota, T.B.; et al. Food security. In Climate Change and Land: An IPCC Special Report on Climate Change, Desertification, Land Degradation, Sustainable Land Management, Food Security and Greenhouse Gas Fluxes in Terrestrial Ecosystems; IPCC: Geneva, Switzerland, 2019.

タイトルに関連する用語 (9件)： 病原性真菌 ,  Colletotrichum ,  DNAマーカー ,  検出感度 ,  CMOS ,  バイオセンサ ,  増幅 ,  金属増強蛍光 ,  取り込み