Download Rapid Electrochemical DNA Biosensing Strategy for the

AFINIDAD
REVISTA DE QUÍMICA TEÓRICA Y APLICADA
EDITADA POR LA ASOCIACIÓN DE QUÍMICOS E INGENIEROS
DEL INSTITUTO QUÍMICO DE SARRIÁ
Rapid Electrochemical DNA Biosensing Strategy
for the Detection of Food Pathogens Based on
Enzyme-DNA-Magnetic Bead Conjugate
1
1
3
2
1
M. Isabel Pividori* , Anabel Lermo , Santiago Hernández , Jordi Barbé , Salvador Alegret and
4
Susana Campoy
(1)
Grup de Sensors i Biosensors, Departament de Química, Universitat Autònoma de Barcelona. 08193 Bellaterra,
Catalonia, Spain
(2)
Unitat de Microbiologia, Departament de Genètica i Microbiologia, Universitat Autònoma de Barcelona. 08193 Bellaterra,
Catalonia, Spain
(3)
Departamento de Química Analítica, Universidad de Barcelona. 08028 Barcelona, Catalonia, Spain
(4)
Centre de Recerca en Sanitat Animal (CReSA), Universitat Autònoma de Barcelona, 08193 Bellaterra, Catalonia, Spain
Diseño de un nuevo biosensor electroquímico de DNA para la detección rápida de patógenos alimentarios basados
en un conjugado enzima-DNA-partículas magnéticas
Disseny d’un nou biosensor electroquímic de DNA per a la detecció ràpida de patògens alimentaris basat
en un conjugat enzim-DNA-partícules magnètiques
Recibido: 7 de noviembre de 2005; aceptado: 21 de diciembre de 2005
Afinidad (2006), 63 (521), 645-650
Rapid Electrochemical DNA Biosensing Strategy
for the Detection of Food Pathogens Based on
Enzyme-DNA-Magnetic Bead Conjugate
1
1
3
2
1
M. Isabel Pividori* , Anabel Lermo , Santiago Hernández , Jordi Barbé , Salvador Alegret and
4
Susana Campoy
(1)
Grup de Sensors i Biosensors, Departament de Química, Universitat Autònoma de Barcelona. 08193 Bellaterra,
Catalonia, Spain
(2)
Unitat de Microbiologia, Departament de Genètica i Microbiologia, Universitat Autònoma de Barcelona. 08193 Bellaterra,
Catalonia, Spain
(3)
Departamento de Química Analítica, Universidad de Barcelona. 08028 Barcelona, Catalonia, Spain
(4)
Centre de Recerca en Sanitat Animal (CReSA), Universitat Autònoma de Barcelona, 08193 Bellaterra, Catalonia, Spain
Diseño de un nuevo biosensor electroquímico de DNA para la detección rápida de patógenos alimentarios basados
en un conjugado enzima-DNA-partículas magnéticas
Disseny d’un nou biosensor electroquímic de DNA per a la detecció ràpida de patògens alimentaris basat
en un conjugat enzim-DNA-partícules magnètiques
Recibido: 7 de noviembre de 2005; aceptado: 21 de diciembre de 2005
RESUMEN
El diseño de nuevas estrategias de detección del DNA
basadas en su hibridación es en la actualidad un campo
de investigación de importancia creciente tanto para el
control de calidad como para la seguridad en la industria alimentaria. Con este objeto, se pueden utilizar marcadores enzimáticos para la detección electroquímica
sensible de la hibridación del DNA. En este trabajo se
describe un nuevo ensayo genomagnético sensible y
selectivo, basado en una marcación enzimática del DNA
y la posterior detección electroquímica utilizando un nuevo electrodo magnético. El DNA analito se une selectivamente mediante hibridación a un sonda de captura
biotinilada, y posteriormente se inmoviliza el DNA dúplex
a partículas magnéticas biotiniladas. Así se consigue
posteriormente la separación del DNA analito de la matriz
biológica compleja que lo contiene, mediante el electrodo magnético. La detección sensible del DNA se consigue finalmente mediante la marcación con la enzima
HRP. La nueva metodología demostró ser útil para la
detección rápida y sensible de Salmonella spp. Las principales características de esta nueva estrategia de detección de DNA se comparan con las metodologías de análisis clásico de DNA.
Palabras claves: Avidina. Biosensor de DNA. Genosensor
electroquímico. Marcación enzimática. Partículas magnéticas. Salmonella spp.
SUMMARY
The development of novel and sensitive strategies for
DNA hybridization and detection has become increasingly
AFINIDAD LXIII, 521, Enero-Febrero 2006
important in different fields, such as food quality and
safety control in food industry. For this purpose, enzyme
markers can be used as sensitive electrochemical reporters for DNA hybridization. A sensitive, selective and rapid
genomagnetic assay -based on the enzymatic labelling
with electrochemical detection of DNA- by using a novel
magneto electrode has been developed. The DNA target
is selectively bound by its hybridization with the biotinylated capture probe on streptavidin magnetic beads, and
then separated from its biological complex matrix by
using the magneto electrode. The sensitive DNA electrochemical detection is finally achieved by the enzyme
marker HRP. The novel methodology is also shown to be
useful for the rapid and sensitive detection of Salmonella
spp. The main features of this approach are compared
with classical DNA analysis.
Key words: Avidin. DNA biosensor. Enzyme-label electrochemical genosensing. Magnetic beads. Salmonella
spp.
RESUM
El desenvolupament de noves estratègies basades en la
hibridació i detecció de DNA té actualment una importància creixent en diferents àmbits com ara el control de la
* Corresponding author:
e-mail: Isabel.Pividori@uab.es;
Fax: +34 93 581 2379;
Tel: +34 93 581 2118
645