Highly sensitive phage-based biosensor for the detection of β-galactosidase

Nanduri, Viswaprakash; Balasubramanian, Shankar; Sista, Srinivas; Vodyanoy, Vitaly; Simonian, Aleksandr

doi:10.1016/j.aca.2007.02.071

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“…This emphasized that charge-directed immobilization might be helpful to improve the infectivity of less virulent phages. Physical adsorption has been used successfully to immobilize IG40 and Lm P4:A8 filamentous phages on gold surfaces of a quartz crystal microbalance (QCM) biosensor and a surface plasmon resonance (SPR) sensor surface to detect E. coli and L. monocytogenes, respectively (25,26). Another filamentous phage specific to Salmonella Typhimurium has been physically adsorbed to the surface of a magnetoelastic sensor and used as a biorecognition element for the detection of its host cells at different concentrations (20).…”

Section: Discussionmentioning

confidence: 99%

Biocontrol of Listeria monocytogenes and Escherichia coli O157:H7 in Meat by Using Phages Immobilized on Modified Cellulose Membranes

Anany

Chen

Pelton

et al. 2011

Appl Environ Microbiol

202

140

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The ability of phages to specifically interact with and lyse their host bacteria makes them ideal antibacterial agents. The range of applications of bacteriophage can be extended by their immobilization on inert surfaces. A novel method for the oriented immobilization of bacteriophage has been developed. The method was based on charge differences between the bacteriophage head, which exhibits an overall net negative charge, and the tail fibers, which possess an overall net positive charge. Hence, the head would be more likely to attach to positively charged surfaces, leaving the tails free to capture and lyse bacteria. Cellulose membranes modified so that they had a positive surface charge were used as the support for phage immobilization. It was established that the number of infective phages immobilized on the positively charged cellulose membranes was significantly higher than that on unmodified membranes. Cocktails of phages active against Listeria or Escherichia coli immobilized on these membranes were shown to effectively control the growth of L. monocytogenes and E. coli O157:H7 in ready-to-eat and raw meat, respectively, under different storage temperatures and packaging conditions. The phage storage stability was investigated to further extend their industrial applications. It was shown that lyophilization can be used as a phage-drying method to maintain their infectivity on the newly developed bioactive materials. In conclusion, utilizing the charge difference between phage heads and tails provided a simple technique for oriented immobilization applicable to a wide range of phages and allowed the retention of infectivity.

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Section: Discussionmentioning

confidence: 99%

Biocontrol of Listeria monocytogenes and Escherichia coli O157:H7 in Meat by Using Phages Immobilized on Modified Cellulose Membranes

Anany

Chen

Pelton

et al. 2011

Appl Environ Microbiol

202

140

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“…Such flexibility imparts multiple functions to the bacteriophage, and not surprisingly, has paved the way for the use of filamentous bacteriophage for a variety of multifunctional nanoprobes. [22][23][24][25][26][27][28][29] The most common form of filamentous bacteriophagebased biosensor is engineered by conjugating targeting moieties and fluorescent molecules onto the capsid surface, ultimately for the detection of target analyte and for the transduction of signal via fluorescence. 30,31 For example, Li et al 9 constructed a bacteriophage capable of targeting a HeLa contaminant KB cell line and emitting fluorescence upon target binding ( Figure 4A) Another common type of genetically-engineered filamentous bacteriophage-based sensor involves the conjugation of nanoparticles to the capsid, in which the unique properties of each type of nanoparticle is exploited in an application-specific manner.…”

Section: Filamentous Bacteriophages As Biomedical Nanoprobesmentioning

confidence: 99%

Nanoscale bacteriophage biosensors beyond phage display

Lee¹,

Song²,

Hwang³

et al. 2013

IJN

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“…[126] Der Aufbau eines SPRSensors ist in Abbildung 7 skizziert. [110] SPR-Biosensoren (z. B. von BIAcore) haben sich als nützlich für die Untersuchung von Biomolekül-Wechselwirkungen in Echtzeit erwiesen.…”

Section: Oberflächenplasmonenresonanz-sensorenunclassified

“…B. von BIAcore) haben sich als nützlich für die Untersuchung von Biomolekül-Wechselwirkungen in Echtzeit erwiesen. [113,127] Phagen können bei der Entwicklung von spezifischen SPR-Sensoren in zweierlei Weise genutzt werden: [110,114,113,[127][128][129] durch Verankern des zielspezifischen Phagen auf einem Sensorchip [110,127] sowie bei der Selektion eines zielspezifischen Proteins mithilfe eines Phagendisplays und anschließendem Verankern dieses Proteins auf dem Sensorchip. [113,114] Durch Einführung eines zielspezifischen Phagen in einen SPR-Sensor konnte dessen Leistungsfähigkeit merklich gesteigert werden.…”

Section: Oberflächenplasmonenresonanz-sensorenunclassified

“…Beispielsweise wurde in einem ZweikanalExperiment ein b-gal-spezifischer "Landscape"-Phage, der mithilfe eines Phagendisplays identifiziert worden war (Abbildung 3), durch Physisorption auf der Goldoberfläche in einem Kanal eines SPREETA-SPR-Sensorchips verankert. [110] Im zweiten Kanal war zum Vergleich ein unspezifischer Wildtyp-Phage auf der Oberfläche des Sensorchips verankert. Die optische Antwort des Sensors wurde beobachtet, um die Auswirkungen der Behandlung des Sensorchips mit verschiedenen b-gal-Konzentrationen in den beiden Kanälen zu vergleichen.…”

Section: Oberflächenplasmonenresonanz-sensorenunclassified

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Die Anwendung von Viren in Chemo‐ und Biosensoren

2009

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Viren haben sich in jüngster Zeit als einzigartige Hilfsmittel für den empfindlichen und selektiven Nachweis von Analyten wie Explosivstoffen, Proteinen, Bakterien, Viren, Sporen und Toxinen erwiesen. Auf Bakterien spezialisierte Viren, die Bakteriophagen – oder kurz Phagen –, wurden dabei am intensivsten untersucht: Zielspezifische nichtlysierende Phagen (sowie von diesen präsentierte Peptide und Proteine) können mithilfe hoch entwickelter Phagendisplaytechniken identifiziert werden, und lysierende Phagen können gezielt Bakterien aufbrechen und spezifische Zellmarker wie Enzyme ausschütten, die analysiert werden können. Darüber hinaus sind Phagen chemisch wie thermisch hinreichend stabil, und sie lassen sich mit Molekülen kuppeln und mit Nanomaterialien kombinieren und auf der Oberfläche eines Signalwandlers in einem Analysesystems verankern. Im Mittelpunkt dieses Aufsatzes stehen Fortschritte bei der Verwendung von Phagen in Chemo‐ und Biosensoren durch Kombination mit etablierten analytischen Techniken. Überdies werden aktuelle Entwicklungen bei der Verwendung von Virus‐Nanomaterial‐Kompositen und anderen Viren in Sensoranwendungen vorgestellt.

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Highly sensitive phage-based biosensor for the detection of β-galactosidase

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Biocontrol of Listeria monocytogenes and Escherichia coli O157:H7 in Meat by Using Phages Immobilized on Modified Cellulose Membranes

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Nanoscale bacteriophage biosensors beyond phage display

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