TY - GEN A1 - Kersting, Sebastian A1 - Rausch, Valentina A1 - Bier, Frank Fabian A1 - von Nickisch-Rosenegk, Markus T1 - Multiplex isothermal solid-phase recombinase polymerase amplification for the specific and fast DNA-based detection of three bacterial pathogens T2 - Postprints der Universität Potsdam Mathematisch-Naturwissenschaftliche Reihe N2 - We report on the development of an on-chip RPA (recombinase polymerase amplification) with simultaneous multiplex isothermal amplification and detection on a solid surface. The isothermal RPA was applied to amplify specific target sequences from the pathogens Neisseria gonorrhoeae, Salmonella enterica and methicillin-resistant Staphylococcus aureus (MRSA) using genomic DNA. Additionally, a positive plasmid control was established as an internal control. The four targets were amplified simultaneously in a quadruplex reaction. The amplicon is labeled during on-chip RPA by reverse oligonucleotide primers coupled to a fluorophore. Both amplification and spatially resolved signal generation take place on immobilized forward primers bount to expoxy-silanized glass surfaces in a pump-driven hybridization chamber. The combination of microarray technology and sensitive isothermal nucleic acid amplification at 38 °C allows for a multiparameter analysis on a rather small area. The on-chip RPA was characterized in terms of reaction time, sensitivity and inhibitory conditions. A successful enzymatic reaction is completed in <20 min and results in detection limits of 10 colony-forming units for methicillin-resistant Staphylococcus aureus and Salmonella enterica and 100 colony-forming units for Neisseria gonorrhoeae. The results show this method to be useful with respect to point-of-care testing and to enable simplified and miniaturized nucleic acid-based diagnostics. T3 - Zweitveröffentlichungen der Universität Potsdam : Mathematisch-Naturwissenschaftliche Reihe - 730 KW - isothermal amplification KW - RPA KW - microchip KW - DNA sensor KW - point-of-care Y1 - 2019 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-430479 SN - 1866-8372 IS - 730 SP - 1715 EP - 1723 ER - TY - JOUR A1 - Völler, Heinz A1 - Heyne, Karen T1 - Evaluation of the Accuracy of the LumiraDx INR Test Using Patients in Receipt of Phenprocoumon Anticoagulation Therapy JF - Point of care : the journal of near-patient testing & technology N2 - Background: The LumiraDx INR Test is a new point-of-care diagnostic test designed to analyze fingerstick blood samples. The test was assessed in patients receiving phenprocoumon (NCT04074980). Methods: Venous plasma international normalized ratio (INR) was measured using the LumiraDx INR Test. LumiraDx INR Test-ascertained capillary whole blood INR was compared with venous plasma INR measured using the IL ACL Elite Pro and Sysmex CS-5100 reference instruments. Results: A total of 102 patients receiving phenprocoumon were recruited. The INR results from venous plasma and capillary whole blood that were analyzed on the LumiraDx INR Test correlated well with those measured using the IL ACL Elite Pro (plasma: n = 25, r = 0.981; capillary blood: n = 74, r = 0.949) and the Sysmex CS-5100 (n = 73, r = 0.950). Conclusions: The LumiraDx INR Test showed high accuracy in analyzing venous plasma and capillary whole blood from patients receiving phenprocoumon. KW - international normalized ratio KW - LumiraDx Platform KW - LumiraDx INR Test KW - oral anticoagulation KW - point-of-care KW - vitamin K antagonist therapy KW - phenprocoumon Y1 - 2020 U6 - https://doi.org/10.1097/POC.0000000000000207 SN - 1533-029X SN - 1533-0303 VL - 19 IS - 3 SP - 72 EP - 76 PB - Lippincott Williams & Wilkins CY - Philadelphia ER - TY - THES A1 - Stanke, Sandra T1 - AC electrokinetic immobilization of influenza viruses and antibodies on nanoelectrode arrays for on-chip immunoassays T1 - AC elektrokinetische Immobilisierung von Influenzaviren und Antikörpern auf Nanoelektrodenarrays für on-Chip Immunoassays N2 - In the present thesis, AC electrokinetic forces, like dielectrophoresis and AC electroosmosis, were demonstrated as a simple and fast method to functionalize the surface of nanoelectrodes with submicrometer sized biological objects. These nanoelectrodes have a cylindrical shape with a diameter of 500 nm arranged in an array of 6256 electrodes. Due to its medical relevance influenza virus as well as anti-influenza antibodies were chosen as a model organism. Common methods to bring antibodies or proteins to biosensor surfaces are complex and time-consuming. In the present work, it was demonstrated that by applying AC electric fields influenza viruses and antibodies can be immobilized onto the nanoelectrodes within seconds without any prior chemical modification of neither the surface nor the immobilized biological object. The distribution of these immobilized objects is not uniform over the entire array, it exhibits a decreasing gradient from the outer row to the inner ones. Different causes for this gradient have been discussed, such as the vortex-shaped fluid motion above the nanoelectrodes generated by, among others, electrothermal fluid flow. It was demonstrated that parts of the accumulated material are permanently immobilized to the electrodes. This is a unique characteristic of the presented system since in the literature the AC electrokinetic immobilization is almost entirely presented as a method just for temporary immobilization. The spatial distribution of the immobilized viral material or the anti-influenza antibodies at the electrodes was observed by either the combination of fluorescence microscopy and deconvolution or by super-resolution microscopy (STED). On-chip immunoassays were performed to examine the suitability of the functionalized electrodes as a potential affinity-based biosensor. Two approaches were pursued: A) the influenza virus as the bio-receptor or B) the influenza virus as the analyte. Different sources of error were eliminated by ELISA and passivation experiments. Hence, the activity of the immobilized object was inspected by incubation with the analyte. This resulted in the successful detection of anti-influenza antibodies by the immobilized viral material. On the other hand, a detection of influenza virus particles by the immobilized anti-influenza antibodies was not possible. The latter might be due to lost activity or wrong orientation of the antibodies. Thus, further examinations on the activity of by AC electric fields immobilized antibodies should follow. When combined with microfluidics and an electrical read-out system, the functionalized chips possess the potential to serve as a rapid, portable, and cost-effective point-of-care (POC) device. This device can be utilized as a basis for diverse applications in diagnosing and treating influenza, as well as various other pathogens. N2 - In der vorliegenden Arbeit wurden AC elektrokinetische Kräfte, wie die Dielektrophorese und die AC Elektroosmose, als einfache und schnelle Methode zur Funktionalisierung der Oberfläche von Nanoelektroden mit biologischen Objekten in Submikrometergröße demonstriert. Diese Nanoelektroden haben eine zylindrische Form mit einem Durchmesser von 500 nm und sind in einem Array aus 6256 Elektroden angeordnet. Aufgrund ihrer medizinischen Relevanz wurden Influenzaviren sowie anti-Influenza Antikörper als Modellorganismus ausgewählt. Gängige Methoden, um Antikörper oder Proteine auf Biosensoroberflächen zu bringen, sind komplex und zeitaufwändig. In der vorliegenden Arbeit wurde gezeigt, dass durch die Anwendung elektrischer Wechselfelder Influenzaviren und Antikörper innerhalb von Sekunden auf den Nanoelektroden immobilisiert werden können, ohne dass zuvor eine chemische Modifikation der Oberfläche noch des immobilisierten biologischen Objekts erforderlich ist. Die Verteilung dieser immobilisierten Objekte ist über das gesamte Array ungleichmäßig. Es kommt zur Ausbildung eines Gradienten, welcher von der äußeren zur den inneren Reihen hin abnimmt. Verschiedene Ursachen für diesen Gradienten wurden diskutiert, beispielsweise der Vortex-förmige Flüssigkeitsstrom über den Nanoelektroden, der unter anderem durch elektrothermische Flüssigkeitsbewegung erzeugt wird. Es wurde gezeigt, dass Teile des akkumulierten Materials dauerhaft an den Elektroden immobilisiert sind. Dies ist ein Alleinstellungsmerkmal des vorgestellten Systems, da in der Literatur die AC elektrokinetische Immobilisierung fast ausschließlich als Methode nur zur temporären Immobilisierung dargestellt wird. Die räumliche Verteilung des immobilisierten Virusmaterials bzw. der anti-Influenza Antikörper an den Elektroden wurde entweder durch die Kombination aus Fluoreszenzmikroskopie und Dekonvolution oder durch super-resolution Mikroskopie (STED) betrachtet. Es wurden On-Chip-Immunoassays durchgeführt, um die Eignung der funktionalisierten Elektroden für einen potenziellen affinitätsbasierten Biosensor zu untersuchen. Dabei wurden zwei Ansätze verfolgt: A) Influenzaviren als Biorezeptor oder B) Influenzavirus als Analyt. Verschiedene Fehlerquellen wurden mittels ELISA und Passivierungsexperimente eliminiert. Infolgedessen wurde die Aktivität der immobilisierten Objekte durch Inkubation mit dem Analyten überprüft. Dies führte zum erfolgreichen Nachweis von anti-Influenza Antikörpern mittels immobilisiertem Virusmaterial. Andererseits war ein Nachweis von Influenzaviruspartikeln durch die immobilisierten anti-Influenza Antikörper nicht möglich. Letzteres könnte auf einen Aktivitätsverlust oder eine falsche Ausrichtung der Antikörper zurückzuführen sein. Daher sollten weitere Untersuchungen zur Aktivität von durch elektrische Wechselfelder immobilisierte Antikörper folgen. In Kombination mit Mikrofluidik und einem elektrischen Auslesesystem besitzen die funktionalisierten Chips das Potenzial, als schnelle, tragbare und kostengünstige Point-of-Care-Einheit (POC) zu dienen. Dieses Einheit kann als Grundlage für vielfältige Anwendungen bei der Diagnose und Behandlung von Influenza und verschiedenen anderen Krankheitserregern genutzt werden. KW - AC electrokinetics KW - AC Elektrokinetik KW - AC electroosmosis KW - AC Elektroosmosis KW - dielectrophoresis KW - Dielektrophorese KW - virus KW - Virus KW - influenza KW - Influenza KW - antibody KW - Antikörper KW - nanoelectrodes KW - Nanoelektroden KW - lab-on-chip KW - lab-on-chip KW - LOC KW - LOC KW - point-of-care KW - point-of-care KW - POC KW - POC KW - immunoassay KW - Immunoassay Y1 - 2023 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-617165 ER -