An Electrochemical Biosensor for the Detection of EpCAM-Based Circulating Tumor Cells
Master of Science (Biomedical Engineering), 2022
Saved in:
| Main Author: | |
|---|---|
| Other Authors: | |
| Format: | Theses and Dissertations |
| Language: | English |
| Published: |
Prince of Songkla University
2023
|
| Subjects: | |
| Online Access: | http://kb.psu.ac.th/psukb/handle/2016/18023 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Institution: | Prince of Songkhla University |
| Language: | English |
| id |
th-psu.2016-18023 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
th-psu.2016-180232023-04-20T02:33:03Z An Electrochemical Biosensor for the Detection of EpCAM-Based Circulating Tumor Cells ไบโอเซนเซอร์ทางเคมีไฟฟ้าสำหรับตรวจวัดเซลล์มะเร็งในกระแสเลือดที่มีการแสดงออกของโปรตีนแอปแคม Hazim Samae Tonghathai Phairatana Faculty of Medicine (Institute of Biomedical Engineering) คณะแพทยศาสตร์ สถาบันวิศวกรรมชีวการแพทย์ Electrochemical impedance spectroscopy CTCs detection Polyaniline and gold nanoparticles interaction Conductive streptavidin protein Biosensors Impedance spectroscopy Electrochemical sensors Master of Science (Biomedical Engineering), 2022 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. 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. 2023-04-20T02:32:47Z 2023-04-20T02:32:47Z 2022 Thesis http://kb.psu.ac.th/psukb/handle/2016/18023 en Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Thailand http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/th/ application/pdf Prince of Songkla University |
| institution |
Prince of Songkhla University |
| building |
Khunying Long Athakravi Sunthorn Learning Resources Center |
| continent |
Asia |
| country |
Thailand Thailand |
| content_provider |
Khunying Long Athakravi Sunthorn Learning Resources Center |
| collection |
PSU Knowledge Bank |
| language |
English |
| topic |
Electrochemical impedance spectroscopy CTCs detection Polyaniline and gold nanoparticles interaction Conductive streptavidin protein Biosensors Impedance spectroscopy Electrochemical sensors |
| spellingShingle |
Electrochemical impedance spectroscopy CTCs detection Polyaniline and gold nanoparticles interaction Conductive streptavidin protein Biosensors Impedance spectroscopy Electrochemical sensors Hazim Samae An Electrochemical Biosensor for the Detection of EpCAM-Based Circulating Tumor Cells |
| description |
Master of Science (Biomedical Engineering), 2022 |
| author2 |
Tonghathai Phairatana |
| author_facet |
Tonghathai Phairatana Hazim Samae |
| format |
Theses and Dissertations |
| author |
Hazim Samae |
| author_sort |
Hazim Samae |
| title |
An Electrochemical Biosensor for the Detection of EpCAM-Based Circulating Tumor Cells |
| title_short |
An Electrochemical Biosensor for the Detection of EpCAM-Based Circulating Tumor Cells |
| title_full |
An Electrochemical Biosensor for the Detection of EpCAM-Based Circulating Tumor Cells |
| title_fullStr |
An Electrochemical Biosensor for the Detection of EpCAM-Based Circulating Tumor Cells |
| title_full_unstemmed |
An Electrochemical Biosensor for the Detection of EpCAM-Based Circulating Tumor Cells |
| title_sort |
electrochemical biosensor for the detection of epcam-based circulating tumor cells |
| publisher |
Prince of Songkla University |
| publishDate |
2023 |
| url |
http://kb.psu.ac.th/psukb/handle/2016/18023 |
| _version_ |
1764209945227558912 |