1. Discrimination of α-Thrombin and γ-Thrombin Using Aptamer-Functionalized Nanopore Sensing
- Author
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Jean-Marc Janot, Arnaud Buhot, Aurélie Bouchet-Spinelli, Sebastien Balme, Lucile Reynaud, Camille Raillon, Univ. Grenoble Alpes, CEA, CNRS, IRIG, SyMMES, Grenoble F-38054, France, Institut Européen des membranes (IEM), Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Montpellier (UM)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Montpellier (ENSCM), Université de Montpellier (UM), Chimie pour la Reconnaissance et l’Etude d’Assemblages Biologiques (CREAB ), SYstèmes Moléculaires et nanoMatériaux pour l’Energie et la Santé (SYMMES), Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Grenoble Alpes (UGA), and ANR-17-EURE-0003,CBH-EUR-GS,CBH-EUR-GS(2017)
- Subjects
[SDV.BIO]Life Sciences [q-bio]/Biotechnology ,Chemistry ,Aptamer ,010401 analytical chemistry ,Significant difference ,Thrombin ,Proteins ,Biosensing Techniques ,010402 general chemistry ,01 natural sciences ,Ensemble learning ,Protein detection ,0104 chemical sciences ,Analytical Chemistry ,α thrombin ,Nanopores ,Nanopore ,medicine ,Biophysics ,Nanotechnology ,Biosensor ,ComputingMilieux_MISCELLANEOUS ,medicine.drug - Abstract
International audience; Protein detection and identification at the single-molecule level are major challenges in many biotechnological fields. Solid-state nanopores have raised attention as label-free biosensors with high sensitivity. Here, we use solid-state nanopore sensing to discriminate two closely related proteins, α-thrombin and γ-thrombin. We show that aptamer functionalization improves protein discrimination thanks to a significant difference in the relative current blockade amplitude. To enhance discrimination, we postprocessed the signals using machine learning and training algorithms and we were able to reach an accuracy of 98.8% using seven features and ensemble methods.
- Published
- 2021
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