undefined

Cannabis detection with solid sensors and paper-based immunoassays by conjugating antibodies to nanocellulose

Julkaisuvuosi

2023

Tekijät

Solin, Katariina; Vuoriluoto, Maija; Khakalo, Alexey; Tammelin, Tekla

Tiivistelmä

Highly sensitive and specific diagnostics for cannabis usage are essential for rapid on-site screening for illicit drug usage. To improve the sensitivity of THC immunoassays, a proper immobilization of the sensing elements on the sensor substrate is critical. In this work, we demonstrated the utilization of EDC/NHS coupling chemistry with nanocellulose to obtain efficient anchor layers for the immobilization of anti-immune complex antibodies on surfaces. In our approach, the high surface-to-volume ratio, OH-group-rich surface, and high hygroscopicity of TOCNF enable efficient surface functionalization and enhance water permeation inside the nanocellulose network structure, offering a hydrophilic spacer for the sensing antibodies. THC detection was shown in both SPR (surface plasmon resonance technique) and paper-based sensing systems. In SPR, antibody immobilization and the related interactions with the target molecule complex with 1–10 μg/mL THC were followed in-situ in aqueous environment, revealing robust attachment of the antibody to the nanocellulose layer and preserved bioactivity. Additionally, quantitative THC detection was enabled on paper substrate by colorimetric means by employing labeled anti-THC Fab antibody fragments as detection antibodies. THC detection efficiency of covalently linked biointerface was superior compared to the performance of physically linked biointerface. The chemical conjugation of anti-IC to nanocellulose allowed efficient binding, whereas supramolecular conjugation led to insufficient binding, highlighting the relevance of the developed nanocellulose-based anchor layer.
Näytä enemmän

Organisaatiot ja tekijät

Teknologian tutkimuskeskus VTT Oy

Khakalo Alexey Orcid -palvelun logo

Vuoriluoto Maija Orcid -palvelun logo

Tammelin Tekla Orcid -palvelun logo

Solin Katariina

Julkaisutyyppi

Julkaisumuoto

Artikkeli

Emojulkaisun tyyppi

Lehti

Artikkelin tyyppi

Alkuperäisartikkeli

Yleisö

Tieteellinen

Vertaisarvioitu

Vertaisarvioitu

OKM:n julkaisutyyppiluokitus

A1 Alkuperäisartikkeli tieteellisessä aikakauslehdessä

Julkaisukanavan tiedot

Volyymi

304

Artikkelinumero

120517

Julkaisu­foorumi

53113

Julkaisufoorumitaso

2

Avoin saatavuus

Avoin saatavuus kustantajan palvelussa

Kyllä

Julkaisukanavan avoin saatavuus

Osittain avoin julkaisukanava

Kustantajan version lisenssi

CC BY

Rinnakkaistallennettu

Ei

Muut tiedot

Tieteenalat

Teknillinen kemia, kemian prosessitekniikka; Materiaalitekniikka

Avainsanat

[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]

Kieli

englanti

Kansainvälinen yhteisjulkaisu

Ei

Yhteisjulkaisu yrityksen kanssa

Ei

DOI

10.1016/j.carbpol.2022.120517

Julkaisu kuuluu opetus- ja kulttuuriministeriön tiedonkeruuseen

Kyllä