Phage as a molecular recognition element in biosensors immobilized by physical adsorption

Nanduri, Viswaprakash; Sorokulova, Iryna; Samoylov, Alexandre M.; Simonian, Aleksandr; Petrenko, Valery A.; Vodyanoy, Vitaly

doi:10.1016/j.bios.2006.03.025

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“…In other words, without the need to consider the effect of such foreign constructs on bacteriophage uptake and its distribution from the host, researchers have a much wider spectrum of constructs to choose from when engineering a bacteriophage. [48][49][50] In addition, Krumpe …”

Section: Icosahedral Bacteriophages As Biomedical Nanoprobesmentioning

confidence: 99%

Nanoscale bacteriophage biosensors beyond phage display

Lee¹,

Song²,

Hwang³

et al. 2013

IJN

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Section: Icosahedral Bacteriophages As Biomedical Nanoprobesmentioning

confidence: 99%

Nanoscale bacteriophage biosensors beyond phage display

Lee¹,

Song²,

Hwang³

et al. 2013

IJN

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“…The capability of bound lytic phages to capture host bacteria were also demonstrated by using a biotinylated phage immobilization technique 30 . In contrast, a very simple physical adsorption method for attaching properly oriented phages to solid surfaces has been utilized 31 . The high phage spheroid capture efficiency can be used for making effective antimicrobial surfaces.…”

Section: Representative Resultsmentioning

confidence: 99%

Biosensor for Detection of Antibiotic Resistant Staphylococcus Bacteria

Guntupalli

Sorokulova

Olsen

et al. 2013

JoVE

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A structurally transformed lytic bacteriophage having a broad host range of Staphylococcus aureus strains and a penicillin-binding protein (PBP 2a) antibody conjugated latex beads have been utilized to create a biosensor designed for discrimination of methicillin resistant (MRSA) and sensitive (MSSA) S. aureus species 1,2 . The lytic phages have been converted into phage spheroids by contact with water-chloroform interface. Phage spheroid monolayers have been moved onto a biosensor surface by Langmuir-Blodgett (LB) technique 3 . The created biosensors have been examined by a quartz crystal microbalance with dissipation tracking (QCM-D) to evaluate bacteria-phage interactions. Bacteria-spheroid interactions led to reduced resonance frequency and a rise in dissipation energy for both MRSA and MSSA strains. After the bacterial binding, these sensors have been further exposed to the penicillin-binding protein antibody latex beads. Sensors analyzed with MRSA responded to PBP 2a antibody beads; although sensors inspected with MSSA gave no response. This experimental distinction determines an unambiguous discrimination between methicillin resistant and sensitive S. aureus strains. Equally bound and unbound bacteriophages suppress bacterial growth on surfaces and in water suspensions. Once lytic phages are changed into spheroids, they retain their strong lytic activity and show high bacterial capture capability. The phage and phage spheroids can be utilized for testing and sterilization of antibiotic resistant microorganisms. Other applications may include use in bacteriophage therapy and antimicrobial surfaces. Video LinkThe video component of this article can be found at

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“…Die einfachste und billigste Methode ist die Physisorption, während die Sensorleistung bei allen drei Immobilisierungstechniken ähnlich ist. [67] Durch Affinitätsscreening ermittelte fd-Phagen für den Nachweis von b-Galactosidase (b-gal) wurden in einem Beispiel auf einem QCM-Sensor physisorbiert. [67] Durch die Anwendung des Phagen als Sonde hatte der Sensor eine Nachweisgrenze im niedrigen nanomolaren Bereich und eine kurze Reaktionszeit um 100 s. Darüber hinaus war er außergewöhnlich selektiv für b-gal, sogar in einer Mischung mit der 2000-fachen Konzentration an BSA.…”

Section: Qcm-biosensoren Auf Phagenbasisunclassified

“…[67] Durch Affinitätsscreening ermittelte fd-Phagen für den Nachweis von b-Galactosidase (b-gal) wurden in einem Beispiel auf einem QCM-Sensor physisorbiert. [67] Durch die Anwendung des Phagen als Sonde hatte der Sensor eine Nachweisgrenze im niedrigen nanomolaren Bereich und eine kurze Reaktionszeit um 100 s. Darüber hinaus war er außergewöhnlich selektiv für b-gal, sogar in einer Mischung mit der 2000-fachen Konzentration an BSA. [67] In einem weiteren Beispiel wurden Streptavidin-oder S.-typhimuriumselektive Phagen aus einem Phagendisplay mithilfe der LBTechnik an QCM-Sensoren verankert.…”

Section: Qcm-biosensoren Auf Phagenbasisunclassified

“…[67] Durch die Anwendung des Phagen als Sonde hatte der Sensor eine Nachweisgrenze im niedrigen nanomolaren Bereich und eine kurze Reaktionszeit um 100 s. Darüber hinaus war er außergewöhnlich selektiv für b-gal, sogar in einer Mischung mit der 2000-fachen Konzentration an BSA. [67] In einem weiteren Beispiel wurden Streptavidin-oder S.-typhimuriumselektive Phagen aus einem Phagendisplay mithilfe der LBTechnik an QCM-Sensoren verankert. Die resultierenden QCM-Sensoren waren hoch selektiv und sprachen schnell [a] MOMP = major outer membrane protein.…”

Section: Qcm-biosensoren Auf Phagenbasisunclassified

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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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Phage as a molecular recognition element in biosensors immobilized by physical adsorption

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Nanoscale bacteriophage biosensors beyond phage display

Nanoscale bacteriophage biosensors beyond phage display

Biosensor for Detection of Antibiotic Resistant Staphylococcus Bacteria

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