Articolo in rivista, 2018, ENG, 10.1039/c8tb01697f

Integration of organic electrochemical transistors and immuno-affinity membranes for label-free detection of interleukin-6 in the physiological concentration range through antibody-antigen recognition

Gentili, Denis; D'Angelo, Pasquale; Militano, Francesca; Mazzei, Rosalinda; Poerio, Teresa; Brucale, Marco; Tarabella, Giuseppe; Bonetti, Simone; Marasso, Simone L.; Cocuzza, Matteo; Giorno, Lidietta; Iannotta, Salvatore; Cavallini, Massimiliano

Istituto per lo Studio dei Materiali Nanostrutturati, Consiglio Nazionale delle Ricerche (CNR-ISMN), via Gobetti 101, 40129 Bologna, Italy; Istituto dei Materiali per l'Elettronica ed il Magnetismo, Consiglio Nazionale delle Ricerche (CNR-IMEM), Parco Area delle Scienze 37/A, 43124 Parma, Italy; Istituto per la Tecnologia delle Membrane, Consiglio Nazionale delle Ricerche (CNR-ITM), via Pietro Bucci 17/C, 87036 Rende, Italy; Camlin Italy Srl, Strada Budellungo 2, 43123 Parma, Italy; CellDynamics iSRL, via P. Gobetti 101, 40129 Bologna, Italy; Chilab - Materials and Microsystems Laboratory, Dipartimento di Scienza Applicata e Tecnologia (DISAT), Politecnico di Torino, via Lungo Piazza d'Armi 6, 10034 Chivasso, Italy

We demonstrate the label-free and selective detection of interleukin-6 (IL-6), a key cell-signaling molecule in biology and medicine, by integrating an OECT with an immuno-affinity regenerated cellulose membrane. The objective of the membrane is to increase the local concentration of IL-6 at the sensing electrode and, thereby, enhance the device response for concentrations falling within the physiological concentration range of cytokines. The OECT gate electrode is functionalized with an oligo(ethylene glycol)-terminated self-assembled alkanethiolate monolayer (SAM) for both the immobilization of anti IL-6 antibodies and the inhibition of non-specific biomolecule binding. The OECT gate/electrolyte interface is exploited for the selective detection of IL-6 through the monitoring of antigen-antibody binding events occurring at the gate electrode.

Journal of Materials Chemistry B 6 (33), pp. 5400–5406

Keywords

Organic electrochemical transistors, Immuno-sensors, Bioelectronics, Biosensors, Membranes

CNR authors

Gentili Denis, Militano Francesca, Giorno Lidietta, Iannotta Salvatore, Cavallini Massimiliano, Poerio Teresa, Mazzei Rosalinda, Brucale Marco, D Angelo Pasquale, Marasso Simone Luigi, Cocuzza Matteo

CNR institutes

IMEM – Istituto dei materiali per l'elettronica ed il magnetismo, ISMN – Istituto per lo studio dei materiali nanostrutturati, ITM – Istituto per la tecnologia delle membrane