スプリットタイプの戦略に基づいて、病気のバイオマーカーの非常に敏感なモニタリングのためのリポソーム増幅された光電気化学免疫アッセイ

リポソームは、シグナルマーカー化合物をカプセル化する能力が優れているため、検出信号を伝達および増幅するための優れた候補コンポーネントです。しかし、適切なセンシング戦略がないため、光電気化学（PEC）シグナル伝達に対するリポソームの使用はまだ達成されていません。ここでは、分割型戦略に基づいた敏感なHIV-P24抗原（P24）検出のための新しいリポソーム増幅PEC免疫測定法（LAPIA）法について報告します。当初、リポソームは親水性チャンバーにアルカリホスファターゼ（ALP）とカプセル化され、表面に二次抗体と共役して、ALPにカプセル化されたリポソーム（ALP-LS）ベースのPEC信号標識を形成しました。次に、ALP-LSラベルに基づいたサンドイッチイムノアッセイをMicrowellプレートで実行しました。Tween 20を添加すると、ALP分子が放出され、アスコルビン酸2リン酸（AA-P）の加水分解を触媒してアスコルビン酸（AA）を産生しました。その後、後者は電子をグラフェン/G-C3N4ナノハイブリッドベースの光電極に寄付し、光電流信号の増加を喚起しました。免疫反応ステップとPECシグナル励起（つまり、分割型）の分離により、リポソームベースの増幅戦略の実現が可能になるだけでなく、PECが原因で生体分子の損傷を排除することもできます。開発されたPECメソッドは、1.0pgml-1から50ngml-1から50ngml-1の広い校正範囲と0.63pgml-1の低い検出限界を備えていました。その実用性は、ヒト血清サンプルをアッセイすることによって実証されました。さらに、リポソーム増幅されたPECセンシング戦略の普遍性も、それを敏感なマイクロRNA検出方法に開発することで実証されました。

Liposomes are an excellent candidate component for biosensors to transduce and amplify detection signals due to their outstanding ability in encapsulating signal marker compounds. However, the use of liposomes for photoelectrochemical (PEC) signal transduction has not yet been achieved due the lack of appropriate sensing strategy. Herein, we report on a novel liposomes-amplified PEC immunoassay (LAPIA) method for sensitive HIV-p24 antigen (p24) detection based on a split-type strategy. Initially, liposomes were encapsulated with alkaline phosphatase (ALP) in their hydrophilic chamber and conjugated with secondary antibody on the surface to form the ALP-encapsulated liposomes (ALP-Ls) based PEC signal label. Sandwiched immunoassay based on the ALP-Ls label was then carried out in microwell plate. Upon addition of tween 20, the ALP molecules were released and catalyzed the hydrolysis of ascorbic acid 2-phosphate (AA-p) to produce ascorbic acid (AA). The latter then donated electron to the graphene/g-C3N4 nanohybrids based photoelectrode, arousing an increased photocurrent signal. The separation of immunoreaction step and PEC signal excitation (i.e. split-type) not only enabled the realization of liposomes based amplification strategy, but also could eliminate the PEC-caused biomolecules damage. The developed PEC method possessed a wide calibration range from 1.0pgmL-1 to 50ngmL-1 and a low detection limit of 0.63pgmL-1. Its practicability was demonstrated by assaying human serum samples. Moreover, the universality of the liposomes-amplified PEC sensing strategy was also demonstrated by developing it into a sensitive microRNA detection method.