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황태영
황태영 (Michael Taeyoung Hwang) 저자 이메일 보기
University of California, San Diego
 
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Highly specific SNP detection using 2D graphene electronics and DNA strand displacement
열기 Authors and Affiliations

Abstract
Single-nucleotide polymorphisms (SNPs) in a gene sequence are markers for a variety of human diseases. Detection of SNPs with high specificity and sensitivity is essential for effective practical implementation of personalized medicine. Current DNA sequencing, including SNP detection, primarily uses enzyme-based methods or fluorophore-labeled assays that are time-consuming, need laboratory-scale settings, and are expensive. Previously reported electrical charge-based SNP detectors have insufficient specificity and accuracy, limiting their effectiveness. Here, we demonstrate the use of a DNA strand displacement-based probe on a graphene field effect transistor (FET) for high-specificity, single-nucleotide mismatch detection. The single mismatch was detected by measuring strand displacement-induced resistance (and hence current) change and Dirac point shift in a graphene FET. SNP detection in large double-helix DNA strands (e.g., 47 nt) minimize false-positive results. Our electrical sensor-based SNP detection technology, without labeling and without apparent cross-hybridization artifacts, would allow fast, sensitive, and portable SNP detection with single-nucleotide resolution. The technology will have a wide range of applications in digital and implantable biosensors and high-throughput DNA genotyping, with transformative implications for personalized medicine.
논문정보
- 형식: Research article
- 게재일: 2016년 06월 (BRIC 등록일 2017-04-16)
- 연구진: 국외연구진
- 분야: Nanobio, Biotechnology, Genetics
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