Method Article

Detecção em tempo real de afinidade dinâmica entre biomoléculas usando a tecnologia de ressonância plasmônica de superfície (SPR)

DOI:

10.3791/65946

⸱

September 29th, 2023

 ,  ,  ,  , 
1School of Basic Medical Sciences, Chengdu University of Traditional Chinese Medicine, 2Innovative Institute of Chinese Medicine and Pharmacy, Chengdu University of Traditional Chinese Medicine, 3Research Institute of Integrated Traditional Chinese Medicine and Western Medicine, Chengdu University of Traditional Chinese Medicine

* These authors contributed equally

In This Article

Summary

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

O presente estudo tem como objetivo elucidar o princípio e a metodologia da tecnologia de ressonância plasmônica de superfície (SPR), que encontra aplicações versáteis em vários domínios. Este artigo descreve a tecnologia SPR, sua simplicidade operacional e sua notável eficácia, com o objetivo de promover uma maior conscientização e adoção dessa tecnologia entre os leitores.

Abstract

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

A tecnologia de ressonância plasmônica de superfície (SPR) é um método preciso e sensível para detectar vírus, proteínas moleculares patogênicas e receptores, determinar tipos sanguíneos e detectar adulteração de alimentos, entre outras detecções biomoleculares. Essa tecnologia permite a identificação rápida de possíveis ligações entre biomoléculas, facilitando a triagem rápida e não invasiva de vários indicadores sem a necessidade de rotulagem. Além disso, a tecnologia SPR facilita a detecção em tempo real para triagem de drogas de alto rendimento. Neste programa, o campo de aplicação e os princípios básicos da tecnologia SPR são brevemente introduzidos. O processo de operação é descrito em detalhes, começando com a calibração do instrumento e a operação básica do sistema, seguida pela captura de ligantes e análise multiciclo do analito. A curva em tempo real e os resultados experimentais da ligação da quercetina e da calicosina à proteína KCNJ2 foram elaborados. No geral, a tecnologia SPR fornece um método altamente específico, simples, sensível e rápido para triagem de medicamentos, detecção em tempo real de farmacocinética relacionada, detecção de vírus e identificação ambiental e de segurança alimentar.

Introduction

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

A tecnologia de ressonância plasmônica de superfície (SPR) é uma técnica de detecção óptica que elimina a necessidade de rotular o analito. Ele permite o monitoramento dinâmico e em tempo real da afinidade de ligação quantitativa, cinética e termodinâmica. Essa capacidade de alto rendimento é altamente sensível e reprodutível, permitindo a medição de várias taxas de abertura, taxas de desligamento e afinidade. Além disso, a pequena quantidade de amostra necessária aumenta ainda mais a utilidade desse método 1,2. O método de detecção biomolecular de resposta rápida3, que monitora a ligação de afinidade entre biomoléculas, emergiu como uma área de pesquisa proeminente.

A tecnologia SPR tem várias aplicações no campo da pesquisa e desenvolvimento de medicamentos4. Um de seus usos é descobrir a base estrutural de alvos específicos de drogas. Também pode ser empregado para identificar os ingredientes ativos de ervas chinesas que possuem atividades farmacológicas significativas e estudar seus mecanismos para triagem e verificação de medicamentos. Gassner e col. estabeleceram uma curva dose-resposta linear para anticorpos biespecíficos por meio da determinação de SPR, o que permite a análise de concentração e controle de qualidade5. Além disso, a SPR pode ser utilizada para a realização de testes clínicos de imunogenicidade na farmacopeia e no desenvolvimento de vacinas6.

Uma área em que pode ser utilizado é na detecção de resíduos de pesticidas, resíduos de medicamentos veterinários, aditivos ilegais, bactérias patogênicas e metais pesados 7,8,9,10 em produtos agrícolas e testes de segurança alimentar. Ao usar a tecnologia SPR, a precisão e a eficiência desses testes podem ser melhoradas.

Outra área em que a tecnologia SPR pode ser aplicada é na detecção rápida de toxinas e antibióticos. Essa tecnologia permite a anexação de anticorpos virais, compostos de moléculas pequenas e aptâmeros ao chip biossensor SPR. O chip biossensor SPR detecta diferentes concentrações de RNA viral como o analito11. Esse método tem sido usado com sucesso na detecção rápida de vírus como H5N1, vírus da gripe aviária H7N9 e novo coronavírus 12,13,14. Além dessas aplicações, a tecnologia SPR também é útil em proteômica, triagem de drogas, detecção em tempo real de farmacocinética relacionada e estudo de vírus e proteínas e receptores patogênicos 15,16,17,18. É particularmente adequado para pesquisa científica e experimentos de ensino em universidades e institutos de pesquisa e é uma ferramenta valiosa em vários ambientes científicos e de pesquisa.

O princípio da SPR é o movimento oscilatório coletivo de elétrons livres na interface entre um filme metálico e o dielétrico, causado por ondas de luz incidentes19. É essencialmente a ressonância entre a onda evanescente e a onda de plasma na superfície do metal20. Quando a luz faz a transição de um meio fotodenso para um meio fotofóbico, a reflexão total ocorre sob certas condições. Do ponto de vista da óptica de onda, quando a luz incidente atinge a interface, ela não gera imediatamente a luz refletida. Em vez disso, ele primeiro passa pelo meio opticamente fóbico a uma profundidade de aproximadamente um comprimento de onda. Em seguida, flui ao longo da interface por cerca de meio comprimento de onda antes de retornar ao meio opticamente denso. Essa onda que passa pelo meio opticamente fóbico é chamada de onda evasiva, desde que a energia total da luz permaneça constante. Como o metal contém gás de elétrons livre, ele pode ser considerado plasma. A luz incidente excita a vibração longitudinal do gás de elétrons, levando à geração de uma onda de densidade de carga ao longo da interface metal-dielétrico, conhecida como onda de plasma de superfície. Essa ressonância se propaga na forma de atenuação exponencial em ambos os meios. Consequentemente, a energia da luz refletida é significativamente reduzida. O ângulo de incidência correspondente no qual a luz refletida desaparece completamente é conhecido como ângulo de ressonância21. A SPR é altamente sensível ao índice de refração do meio aderente à superfície do filme metálico20. O ângulo SPR varia com o índice de refração da superfície do filme metálico, sendo a mudança do índice de refração principalmente proporcional à massa molecular da superfície do filme metálico22. Quaisquer alterações nas propriedades do meio superficial ou na quantidade de adesão resultarão em diferentes ângulos de ressonância. Assim, a interação molecular pode ser analisada examinando as mudanças no ângulo de ressonância.

Esta análise óptica SPR não destrutiva, sem rótulos e em tempo real, baseada nos princípios acima, é adequada para pesquisas em vários campos. Portanto, demonstramos o deslocamento angular da curva SPR e os resultados experimentais por meio de análise multiciclo, tomando como exemplo a combinação de quercetina e calicosina com a proteína recombinante KCNJ2.

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Protocol

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NOTA: A curva de detecção experimental completa indica que o processo experimental pode ser categorizado em oito estágios distintos.

1. Preparação da amostra e do tampão

  1. Prepare os chips do sensor antes do experimento.
    1. Trate os chips com a solução de piranha (30% H2O2: H2SO4 = 1: 3; v / v) por 2 min. Em seguida, limpe bem o cavaco com uma grande quantidade de água deionizada e depois mergulhe-o em etanol anidro, deixando-o secar naturalmente.
    2. Em seguida, mergulhe o chip durante a noite em uma solução de 11-mercapto-l-undecanol (MUOH) com uma concentração de 50 M. Em seguida, coloque o chip em uma solução de epicloridrina e deixe-o reagir a 25 ° C por 4 h.
    3. Remova o chip da solução e lave-o bem com água destilada e etanol anidro. Finalmente, coloque a solução básica de dextrano na superfície do filme de ouro do chip e deixe-o reagir a 25 ° C por 20 h. Limpe o chip com água deionizada e, em seguida, mergulhe-o em uma solução de ácido bromoacético para obter a modificação da hidroxila carboximetilação do dextrano. Use quercetina e calicosina com pureza ≥98,5% e ≥99%, respectivamente.
  2. Prepare todos os tampões contendo tampão de corrida, ativador, tampão de imobilização (acetato de sódio 10 mM) e solução de regeneração 10 mM de glicina-HCl, pH 1,5. O ativador contém 115 mg de N-hidroxisuccinimida (NHS), 750 mg de cloridrato de 1-etil-3-(3-dimetil aminopropil) carbodiimida (EDC) e 10,5 mL de cloridrato de etanolamina-NaOH 1 M em pH 8,5. Dissolva o EDC e o NHS adicionando 10 mL de água deionizada filtrada a cada frasco (consulte a Tabela de Materiais).
    NOTA: Armazene alíquotas EDC e NHS a -18 ° C ou menos, use alíquotas dentro de 2 meses. Todas as soluções devem ser desgaseificadas antes da utilização.

2. Calibração do instrumento

  1. Desenhe uma curva padrão de concentração de álcool e valor de pico injetando álcool em diferentes concentrações (proporção de volume de 2%, 1%, 0,5%, 0,2% e 0,1%) em ouro nu e comparando o valor máximo de pico de álcool.
    NOTA: Injetando a uma taxa de fluxo de 50 μL/min, pelo software de análise de dados de origem obteve uma curva padrão.
  2. De acordo com o manual técnico, calcule o fator de correção do instrumento, representado por K, usando a fórmula:
    K=Δθ/Δ[(A-B)/(A+B)]
    Nesta fórmula, A e B representam os valores de sinal dos respectivos detectores. O valor teórico da inclinação, conforme indicado no manual, é de 0,06. Portanto, o fator de correção, K, pode ser calculado como K=0,06/R, (onde R é a inclinação da equação de regressão linear obtida a partir da curva padrão).
  3. Multiplique o valor Δ[(A-B)/(A+B)] medido pelo fator de correção para obter o valor Δθ real.

3. Operação básica do sistema

  1. Para iniciar o sistema, ligue o interruptor de alimentação e aguarde até que a unidade de detecção atinja a temperatura predefinida (geralmente 25 °C).
  2. Abra o software de controle clicando em Iniciar > programa > software de controle OpenSPRTM e o programa de software se conectará automaticamente ao sistema host após a execução.
  3. Siga o procedimento operacional padrão do instrumento SPR para instalar o chip COOH (chip à base de glucano). Em primeiro lugar, coloque uma gota de óleo de cedro na parte de trás do biochip SPR. Em seguida, conecte o chip COOH à superfície do prisma do sensor, garantindo que não haja bolhas de ar entre o chip e o prisma. Por fim, instale a piscina de fluxo e aperte-a no ponto de luz.
    NOTA: Posicione a poça de fluxo na ranhura designada e fixe-a firmemente usando os parafusos de fixação. As dimensões do canal são 10 mm x 1 mm x 1 mm.
  4. Colocação de chips
    1. Para abrir a hachura de cavacos, selecione a opção Inserir cavaco no menu Ferramentas . Se já houver um chip no compartimento de chips, clique na opção Ejetar chip no menu Ferramentas .
    2. Selecione o tipo de chip correspondente no menu suspenso do tipo de chip se estiver usando um novo chip e preencha o ID do chip com as informações experimentais relacionadas ao chip. O número do lote do chip pode ser preenchido (opcional). Se for um chip usado, selecione Reutilizar chip e encontre as informações do chip correspondente no menu suspenso ID do chip.
    3. Segure o chip com a palavra lado voltado para cima, empurre suavemente o chip no slot do cartão seguindo a direção da seta no chip e, finalmente, feche a porta do compartimento do chip.
    4. Clique no botão Dock Chip . O sistema mudará automaticamente para o estado de espera depois que o chip for colocado.
    5. Para liberar todo o sistema de fluxo interno em uma alta taxa de fluxo, selecione o comando Ferramentas > Prime > Iniciar. Todo o processo leva de 6 a 7 minutos. Clique em Fechar para alternar automaticamente o sistema para o estado de espera.
  5. Pressione e segure o botão preto no lado direito do suporte do tubo e abra a tampa de metal para a esquerda. Depois de colocar o tubo de ensaio apropriado, feche suavemente a tampa de metal. Se você ouvir um clique, a tampa de metal está travada.
  6. Empurre suavemente o suporte do tubo de ensaio ao longo do slot do cartão no sample compartimento e ouça um clique, indicando que o suporte do tubo de ensaio está na posição correta e travado.
  7. Clique em OK na caixa de diálogo Ejetar bandeja do rack para alimentar automaticamente o rack no compartimento de amostra e fechar a porta.
    NOTA: Há um limite de tempo quando a porta da cabine de amostra é aberta. A porta fechará automaticamente após 60 s de abertura. Nos últimos 15 s, a contagem regressiva na caixa de diálogo aparece em fonte vermelha e pisca. Aguarde o fechamento da porta antes de reabri-la para evitar apertar a mão.
  8. Normalização de sinais de resposta
    1. Selecione Ferramenta > Mais Ferramentas, selecione Normalizar no diretório Ferramentas de Manutenção e clique em Iniciar > Avançar.
    2. Adicione 120 μL de solução normalizante de BIA a 70% a um tubo de ensaio de 7 mm. Coloque o tubo de ensaio na posição especificada mostrada no programa (R2F6). Depois de confirmar que a tampa do suporte do tubo está fechada corretamente, coloque o suporte do tubo no sample compartimento e feche a porta da cabine e clique em Iniciar para executar o programa.

4. Captura de ligante

  1. Medição de pH
    1. Antes de fixar os ligantes no chip, selecione um pH de tampão de ligante adequado para enriquecer os ligantes próximos à superfície do chip por meio de adsorção eletrostática para obter um melhor efeito de acoplamento. A concentração geral do ligante é de 10-100 μg/mL e, para o primeiro experimento, tente usar 20 μg/mL.
    2. Filtre o ligante de acetato de sódio 10 mM com valores de pH de 5,5, 5,0, 4,5 e 4. Para definir os parâmetros do processo, selecione Assistente de execução, Preparação de superfície-Reconhecimento de pH de imobilização e clique em Novo.
    3. Selecione o canal do chip, que pode ser escolhido entre os canais 1, 2, 3 ou 4. O tampão tem quatro condições predefinidas: acetato de sódio de 10 mM, pH 5,5, 5,0, 4,5 e 4. Em seguida, insira o nome do ligante, o tempo de contato (180 s) e a taxa de fluxo (5 μL/min).
    4. Depois que a superfície for regenerada com 50 mM NaOH, defina a temperatura da superfície do cavaco e a temperatura da câmara de amostra. Em seguida, selecione sample e reagent rack1 à esquerda e coloque a solução de acordo com a posição correspondente no sample rack. Salve o método experimental e inicie o experimento clicando em Avançar.
  2. Imobilização do ligante
    1. Selecione Assistente de execução, Preparação de superfície-imobilização e clique em Novo. Defina a capacidade de mobilização para quatro canais: FC1, FC2, FC3 e FC4. Geralmente, o canal 1 é usado como referência ao emparelhar os canais 1 e 2, e o canal 3 é a referência ao mobilizar todos os quatro canais.
    2. Use os canais de referência para contraste em branco ou fixação sem ligante fechada por ativação, usando os canais 1 e 2 para acoplar ligantes no canal 2.
      NOTA: Existem dois modos de acoplamento disponíveis: apontar para o nível imobilizado e especificar o tempo de contato. No modo de nível de mira imobilizado, insira o nível de acoplamento alvo e o software atingirá automaticamente o nível correspondente. O modo de tempo de contato requer a entrada de tempo de injeção e vazão e geralmente é usado com base em pré-experimentos.

5. Método de analito multiciclo

  1. Execute o Prime e encha a seringa e a câmara com um tampão fixo. Selecione Executar-Execução manual , selecione Canais 1-2 em série no caminho do fluxo e clique em Iniciar.
  2. Comece a funcionar na vazão máxima (150 μL/min) e detecte o tampão que é HEPES (pH 7,4). Quando uma linha de base estável for atingida, lave o anel de amostra com tampão e esvazie o anel de amostra.
    NOTA: Se a linha de base (uma linha de equilíbrio formada na curva de detecção quando o tampão é executado) não for alcançada em 10 min, tente injetar 10 mM de hidróxido de sódio por 30 s.
  3. Ative o chip com solução EDC/NHS (1:1, 50 μL cada).
  4. Execute 200 μL de ligante diluído com o tampão ativado na amostra por 4 min. Assim que a ligação estiver estabilizada, lave o anel de amostra com tampão.
  5. Colher 200 μL de solução de bloqueio, enxaguar o anel de amostra com tampão e esvaziá-lo com ar. Observe a linha de base por 5 min para garantir a estabilidade.
  6. Dilua os analitos com solução tampão e, em seguida, pegue 3,9 μM, 7,8 μM, 15,625 μM e 31,25 μM de quercetina e 15,625 μM, 31,25 μM, 62,5 μM, 125 μM e 250 μM de calicosina, como amostras a 20 μL / min.
  7. O tempo de ligação da proteína (10 μg/mL-50 μg/mL) e do ligante é de 240 s, com um tempo de dissociação natural de 360 s. Aumente a taxa de fluxo para 150 μL / min e injete o tampão de regeneração apropriado para remover o analito.

6. Regeneração

  1. Para regeneração, use 10 mM de glicina-HCl, alto teor de sal ou soluções ácido-base de vários níveis de pH (por exemplo, 2,5, 4,5, 5,0, 5,5, etc.).
  2. Para filtrar as condições de regeneração, use run-wizard-assay development-regeneration scouting e clique em New. Selecione 1-2 canais em série no caminho do fluxo, selecione o chip e clique em Avançar.
  3. Para aquecer o chip, clique em Inicialização, o que deve ser feito mais de 3x. Digite o nome do analito e defina a taxa de fluxo da solução regenerada para 150 μL/min.

7. Análise dos dados

  1. Analise os resultados experimentais usando um software de análise de dados SPR, usando o modelo de análise One to One.
    NOTA: Todo o processo é conduzido no buffer em execução. Os outros tampões usados no processo de ensaio SPR são os mesmos que o tampão de injeção.

8. Manutenção do sistema

  1. Depois de concluir o experimento, remova o chip de detecção e substitua-o pelo chip de manutenção. Substitua o buffer de corrida por água pura e fresca suficiente e lave o sistema com escorva. Uma vez preparado, o sistema mudará automaticamente para o modo de espera para limpar a garrafa de líquido residual e trocar a água da agulha.

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Results

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Para determinar se a proteína está fixada na superfície do chip, a ordenada (sinal de resposta) do mapa do sensor SPR (Figura 1) é usada, enquanto o deslocamento angular da curva SPR é obtido. A Figura 2 e a Figura 3 mostram a curva SPR da interação entre quercetina e calicosina com a proteína recombinante KCNJ2 na superfície imobilizada da proteína recombinante KCNJ2 após a redução do controle em concentrações que variam de 3,9 μM ...

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Discussion

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

O ciclo de análise da SPR é dividido em quatro etapas. O primeiro estágio, a linha de base, envolve a injeção do tampão. Em seguida, vem o segundo estágio, a captura de ligantes. O chip sensor COOH é ativado com EDC/NHS (1:1) a uma taxa de fluxo de 20 μL/min. O chip é então desativado usando cloridrato de etanolamina-NaOH 1 M a uma taxa de fluxo de 20 μL/min. Passando para o terceiro estágio, o método de analito multiciclo. O analito é injetado no canal a uma taxa de fluxo de 20 μL / min...

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Disclosures

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Os autores não têm nada a divulgar.

Acknowledgements

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Este trabalho foi apoiado pelo Grande Projeto de P&D da Província de Sichuan (2022YFS043), pelo Programa Chave de Pesquisa e Desenvolvimento de Ningxia (2023BEG02012) e pelo Projeto de Promoção de Pesquisa Acadêmica Xinglin da Universidade de TCM de Chengdu (XKTD2022013).

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Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
Cloridrato de 1-etil-3- (3-dimetilaminopropil) carbodiimida (EDC)Reagente de Nan Jing, Nanjing, ChinaC08296594
Etanol anidroMerck Chemical Technologies Ltd., Xangai, ChinaSolução de
Merck Chemical Technologies Ltd., Xangai, China49781
Solução de bloqueioBosheng Biotechnology Co., Ltd., Xangai, China110050
Ácido bromoacéticoMerck Chemical Technologies Ltd., Xangai, China17000
CalicosinaPush Bio-technology Co., Ltd., Chengdu, ChinaPU0124-0025
DextranCanspec Scientific Instruments Co., Ltd., Xangai, ChinaPM10036
EpicloridrinaMerck Chemical Technologies Ltd., Xangai, China
Cloridrato de etanolaminaYuanye Biotech Co., Ltd., Xangai, ChinaS44235
Glicina-HClMerck Chemical Technologies Ltd., Xangai, ChinaG2879
H2O2Merck Chemical Technologies Ltd., Xangai, China3587191
H2SO4Nantong Zona de Desenvolvimento Industrial de alta tecnologia, China2020001150C
HEPESXiya Reagent Co., Ltd., Shandong, ChinaS3872
KCNJ2 (Humano) Proteína RecombinanteAbnova, West Meijie Technology Co., Ltd., Pequim, ChinaH00003759-Q01
MUOHJizhi Biochemical Technology Co., Ltd., Xangai, ChinaM40590
NaOHMerck Chemical Technologies Ltd., Xangai, ChinaSX0603
N-Hidroxisuccinimida (NHS)Yuanye Biotech Co., Ltd., Xangai, ChinaS13005
OpenSPRTMNicoya
QuercetinPush Bio-technology Co., Ltd., Chengdu, ChinaPU0041-0025
Chip Sensor COOHNicoya
Acetato de SódioMerck Chemical Technologies Ltd., Xangai, China229873
normalização de BIA 459836 492515

References

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Jebelli, A., Oroojalian, F., Fathi, F., Mokhtarzadeh, A., Guardia, M. Recent advances in surface plasmon resonance biosensors for microRNAs detection. Biosens Bioelectron. 169, 112599(2020).
  2. Sun, B., Xu, J., Liu, S., Li, Q. X. Characterization of small molecule-protein interactions using SPR method. Methods Mol Biol. 2690, 149-159 (2023).
  3. Mousavi, S. M., et al. Biomedical applications of an ultra-sensitive surface plasmon resonance biosensor based on smart MXene quantum dots (SMQDs). Biosensors (Basel). 12 (9), 743(2022).
  4. Olaru, A., Bala, C., Jaffrezic-Renault, N., Aboul-Enein, H. Y. Surface plasmon resonance (SPR) biosensors in pharmaceutical analysis. Crit Rev Anal Chem. 45 (2), 97-105 (2015).
  5. Meschendoerfer, W., Gassner, C., Lipsmeier, F., Regula, J. T., Moelleken, J. SPR-based assays enable the full functional analysis of bispecific molecules. J Pharm Biomed Anal. 132, 141-147 (2017).
  6. Djaileb, A., et al. Cross-validation of ELISA and a portable surface plasmon resonance instrument for IgG antibody serology with SARS-CoV-2 positive individuals. Analyst. 146 (15), 4905-4917 (2021).
  7. Miyake, S., et al. Simultaneous detection of six different types of pesticides by an immunosensor based on surface plasmon resonance. Anal Sci. 36 (3), 335-340 (2020).
  8. Ravindran, N., et al. Recent advances in surface plasmon resonance (SPR) biosensors for food analysis: a review. Crit Rev Food Sci Nutr. 63 (8), 1055-1077 (2023).
  9. Bhandari, D., Chen, F. C., Bridgman, R. C. Magnetic nanoparticles enhanced surface plasmon resonance biosensor for rapid detection of Salmonella typhimurium in Romaine lettuce. Sensors (Basel). 22 (2), 475(2022).
  10. Amirjani, A., Kamani, P., Hosseini, H. R. M., Sadrnezhaad, S. K. SPR-based assay kit for rapid determination of Pb2. Anal Chim Acta. 1220, 340030(2022).
  11. Shrivastav, A. M., Cvelbar, U., Abdulhalim, I. A comprehensive review on plasmonic-based biosensors used in viral diagnostics. Commun Biol. 4 (1), 70(2021).
  12. Nguyen, V. T., et al. Highly sensitive sandwich-type SPR based detection of whole H5Nx viruses using a pair of aptamers. Biosens Bioelectron. 86, 293-300 (2016).
  13. Chang, Y. F., et al. Simple strategy for rapid and sensitive detection of avian influenza A H7N9 virus based on intensity-modulated SPR biosensor and new generated antibody. Anal Chem. 90 (3), 1861-1869 (2018).
  14. Das, C. M., Guo, Y., Kang, L., Ho, H. P., Yong, K. T. Investigation of plasmonic detection of human respiratory virus. Adv Theory Simul. 3 (7), 2000074(2020).
  15. Lakayan, D., Haselberg, R., Niessen, W. M., Somsen, G. W., Kool, J. On-line coupling of surface plasmon resonance optical sensing to size-exclusion chromatography for affinity assessment of antibody samples. J Chromatogr. A. 1452, 81-88 (2016).
  16. Loo, J. F., et al. An aptamer bio-barcode (ABC) assay using SPR, RNase H, and probes with RNA and gold-nanorods for anti-cancer drug screening. Analyst. 142 (19), 3579-3587 (2017).
  17. Fabini, E., Danielson, U. H. Monitoring drug-serum protein interactions for early ADME prediction through surface plasmon resonance technology. J Pharm Biomed Anal. 144, 188-194 (2017).
  18. Khalenkov, A. M., Norton, M. G., Scoot, D. E. Method for screening influenza neutralizing antibodies in crude human plasma and its derivatives using SPR. Heliyon. 9 (5), 15651(2023).
  19. Locatelli-Hoops, S., Yeliseev, A. A., Gawrisch, K., Gorshkova, I. Surface plasmon resonance applied to G protein-coupled receptors. Biomed Spectrosc Imaging. 2 (3), 155-181 (2013).
  20. Singh, S., et al. 2D nanomaterial-based surface plasmon resonance sensors for biosensing applications. Micromachines (Basel). 11 (8), 779(2020).
  21. Pourmadadi, M., et al. Properties and applications of graphene and its derivatives in biosensors for cancer detection: A comprehensive review. Biosensors. 12 (5), 269(2022).
  22. Singh, T. I., Singh, P., Karki, B. Early detection of chikungunya virus utilizing the surface plasmon resonance comprising a silver-silicon-PtSe 2 multilayer structure. Plasmonics. 18 (3), 1173-1180 (2023).
  23. Das, S., Devireddy, R., Gartia, M. R. Surface plasmon resonance (SPR) sensor for cancer biomarker detection. Biosensors (Basel. 13 (3), 396(2023).
  24. Liu, R., Ye, X., Cui, T. Recent progress of biomarker detection sensors. Research (Wash D C). 2020, 7949037(2020).
  25. Bolognesi, M., et al. A fully integrated miniaturized optical biosensor for fast and multiplexing plasmonic detection of high- and low-molecular-weight analytes. Adv Mater. 35 (26), 2208719(2023).
  26. Inoue, S., Fukada, K., Hayashi, K., Seyama, M. Data processing of SPR curve data to maximize the extraction of changes in electrochemical SPR measurements. Biosensors (Basel). 12 (8), 615(2022).
  27. Topor, C. V., Puiu, M., Bala, C. Strategies for surface design in surface plasmon resonance (SPR) sensing. Biosensors (Basel). 13 (4), 465(2023).
  28. Bonnet, H., et al. Negative SPR signals during low molecular weight analyte recognition). Anal Chem. 93 (8), 4134-4140 (2021).
  29. He, P., et al. Cholesterol chip for the study of cholesterol-protein interactions using SPR. Biosensors (Basel). 12 (10), 788(2022).
  30. Kausaite-Minkstimiene, A., et al. An ultra-sensitive SPR immunosensor for quantitative determination of human cartilage oligomeric matrix protein biomarker. Biosens Bioelectron. 234, 115370(2023).
  31. Pandey, P. S., et al. SPR based biosensing chip for COVID-19 diagnosis-A review. IEEE Sens J. 22 (14), 13800-13810 (2022).
  32. Mei, Y., et al. Single-layer graphene-coated gold chip for electrochemical surface plasmon resonance study. Anal Bioanal Chem. 411, 4577-4585 (2019).
  33. Zhou, L., Arugula, M. A., Chin, B. A., Simonian, A. L. Simultaneous surface plasmon resonance/fluorescence spectroelectrochemical in situ monitoring of dynamic changes on functional interfaces: A study of the electrochemical proximity assay model system. ACS Appl Mater Interfaces. 10 (48), 41763-41772 (2018).

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