MAZURENKO, Stanislav, Šárka NEVOLOVÁ, Markéta KOTLÁNOVÁ, Jiří DAMBORSKÝ a Zbyněk PROKOP. Sensitive operation of enzyme-based biodevices by advanced signal processing. Plos one. San Francisco: Public Library of Science, 2018, roč. 13, č. 6, s. 1-16. ISSN 1932-6203. Dostupné z: https://dx.doi.org/10.1371/journal.pone.0198913.
Další formáty:   BibTeX LaTeX RIS
Základní údaje
Originální název Sensitive operation of enzyme-based biodevices by advanced signal processing
Autoři MAZURENKO, Stanislav (643 Rusko, domácí), Šárka NEVOLOVÁ (203 Česká republika, domácí), Markéta KOTLÁNOVÁ (203 Česká republika, domácí), Jiří DAMBORSKÝ (203 Česká republika, garant, domácí) a Zbyněk PROKOP (203 Česká republika, domácí).
Vydání Plos one, San Francisco, Public Library of Science, 2018, 1932-6203.
Další údaje
Originální jazyk angličtina
Typ výsledku Článek v odborném periodiku
Obor 10600 1.6 Biological sciences
Stát vydavatele Spojené státy
Utajení není předmětem státního či obchodního tajemství
WWW URL
Impakt faktor Impact factor: 2.776
Kód RIV RIV/00216224:14310/18:00106487
Organizační jednotka Přírodovědecká fakulta
Doi http://dx.doi.org/10.1371/journal.pone.0198913
UT WoS 000435528600061
Klíčová slova anglicky SPHINGOMONAS-PAUCIMOBILIS UT26; HALOALKANE DEHALOGENASE; BIOSENSORS; CALIBRATION; SENSORS; EQUATION; TRENDS; TOXINS
Změnil Změnil: Mgr. Michal Petr, učo 65024. Změněno: 23. 4. 2024 14:22.
Anotace
Analytical devices that combine sensitive biological component with a physicochemical detector hold a great potential for various applications, e.g., environmental monitoring, food analysis or medical diagnostics. Continuous efforts to develop inexpensive sensitive biodevices for detecting target substances typically focus on the design of biorecognition elements and their physical implementation, while the methods for processing signals generated by such devices have received far less attention. Here, we present fundamental considerations related to signal processing in biosensor design and investigate how undemanding signal treatment facilitates calibration and operation of enzyme-based biodevices. Our signal treatment approach was thoroughly validated with two model systems: (i) a biodevice for detecting chemical warfare agents and environmental pollutants based on the activity of haloalkane dehalogenase, with the sensitive range for bis(2-chloroethyl) ether of 0.01-0.8 mM and (ii) a biodevice for detecting hazardous pesticides based on the activity of y-hexachlorocyclohexane dehydrochlorinase with the sensitive range for y-hexachlorocyclohexane of 0.01-0.3 mM. We demonstrate that the advanced signal processing based on curve fitting enables precise quantification of parameters important for sensitive operation of enzyme-based biodevices, including: (i) automated exclusion of signal regions with substantial noise, (ii) derivation of calibration curves with significantly reduced error, (iii) shortening of the detection time, and (iv) reliable extrapolation of the signal to the initial conditions. The presented simple signal curve fitting supports rational design of optimal system setup by explicit and flexible quantification of its properties and will find a broad use in the development of sensitive and robust biodevices.
Návaznosti
CZ.02.1.01/0.0/0.0/16_013/0001761, interní kód MUNázev: RECETOX RI - OP VVV (Akronym: RECETOX RI)
Investor: Ministerstvo školství, mládeže a tělovýchovy ČR, RECETOX RI - OP VVV, PO 1 Posilování kapacit pro kvalitní výzkum
ED2.1.00/19.0382, projekt VaVNázev: CETOCOEN UPgrade
LM2015051, projekt VaVNázev: Centrum pro výzkum toxických látek v prostředí (Akronym: RECETOX RI)
Investor: Ministerstvo školství, mládeže a tělovýchovy ČR, Výzkumná infrastruktura RECETOX
VytisknoutZobrazeno: 30. 5. 2024 18:23