Effects of Ionic Strength and Probe DNA Length on the Electrochemical Impedance Spectroscopic Response of Biosensors

Abstract

Impedance spectroscopy (EIS) has been proposed as the transduction principle for detecting the hybridization of DNA complementary strands. The resistance offered to the electrochemical reaction acts as the working signal, allowing an unlabelled gene assay. In our experiments, atypically large DNA oligonucleotides (110 base pairs) were used to determine the influence of ionic strength on the response of the DNA biosensor. In addition, the EIS response that was obtained by the hybridization process in the presence or absence of 6-mercapto-1-hexanol (MCH) was also evaluated. Finally, we extended these studies to probes and duplexes of various lengths observing a linear relationship between duplex length and the response (expressed as the R CT value).

Voltammetric Detection of a Specific DNA Sequence of Avian Influenza Virus H5N1 Using HS‐ssDNA Probe Deposited onto Gold Electrode

“…In general, the analytical signals generated upon hybridization processes were higher when the solutions with lower ionic strength were applied [49]. The similar tendency was observed by us.…”

“…Thus, such genosensor belongs to the label free category. Several fundamental parameters influencing the genosensor performance, such as ionic strength, passivation of the electrode surface after ssDNA probe immobilization as well as probe length must be optimized [41,49,50]. The length of ssDNA probe has no significant influence on the surface coverage [50].…”

Electrochemical Investigation of Interaction between a Bifunctional Probe and GG Mismatch Duplex

“…24 EIS is one of the most common and effective methods to monitor assembly of nucleic acids on the transducer surface, and characterize DNA hybridization events. 25,26 Here, the immobilization of DNA on the surface of the gold electrode was characterized by ESI (as shown in Fig. 3A).…”

Potentialgestützte DNA‐Immobilisierung als Voraussetzung für eine schnelle und kontrollierte Bildung von DNA‐Monoschichten

“…[12] Unterschiedliche angelegte Potentiale während des Prozesses stellen einen zusätzlichen Parameter dar,d er die Komplexität weiter erhçht. Die DNA-Immobilisierung ist ein komplexer Prozess und abhängig von zahlreichen Parametern, wie der Ionenstärke,der Stranglänge oder der Wertigkeit der Ionen, die die Ladung der DNA-Stränge kompensieren.…”

“…Die DNA-Immobilisierung ist ein komplexer Prozess und abhängig von zahlreichen Parametern, wie der Ionenstärke,der Stranglänge oder der Wertigkeit der Ionen, die die Ladung der DNA-Stränge kompensieren. [12] Unterschiedliche angelegte Potentiale während des Prozesses stellen einen zusätzlichen Parameter dar,d er die Komplexität weiter erhçht. Es ist bekannt, dass bestimmte Potentiale (bezogen auf das pzc) eine Anziehung oder Abstoßung der pDNAa n der elektrifizierten Grenzfläche hervorrufen.…”