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Analytica chimica acta2020Jul18Vol.1121issue()

ナノファブリケーションおよびレシオメトリック測定による血管内皮成長因子(VEGF)のリアルタイム検出のための電気化学アプタセンサーのパフォーマンスの向上

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文献タイプ:
  • Journal Article
概要
Abstract

マトリックスサンプルの変数によって引き起こされるベースラインドリフトなしでバイオセンシングインターフェイスを実現することは、分析物のリアルタイム検出に不可欠です。この研究では、グラフェン酸化物/メチレンブルー(GO/MB)のナノコンポジット(GO/MB)の表面修飾により、血清中のVEGFのレシオメトリックシグナルの定量化を実現するために、分子ビーコンベースの電気化学アパセンサーを開発しました。VEGFの存在は、アプタマー-FCの構成変更をトリガーする可能性があり、その結果、電極とFCの間の電気化学通信を減衰させるために、酸化還元プローブFCが電極表面から遠く離れています。一方、MBの信号も、電子移動通過に対するアプタマー-FCの障害により減少しました。達成されたGC-RGO/MB-AUNPS-APTAMER-FC SENSINGインターフェイスは、リアルタイムでVEGFの敏感な検出に成功裏に使用され、線形検出範囲2〜500 pg ML-1と0.1 pg ML-1の検出限界がラテオメトリックデュアル信号(FCおよびMB)の読み取り値に基づいています。GOベースのセンシングインターフェイスにMBとAUNPをロードすることは、背景干渉を効果的に排除するための感度と能力の観点から分析性能を高めるために好ましいことが観察されました。この電気化学的適性は、in vivoでのさまざまなサイトカインのリアルタイムで敏感な追跡の可能性である普遍的で信頼性の高いバイオセンシングプラットフォームを提供します。

マトリックスサンプルの変数によって引き起こされるベースラインドリフトなしでバイオセンシングインターフェイスを実現することは、分析物のリアルタイム検出に不可欠です。この研究では、グラフェン酸化物/メチレンブルー(GO/MB)のナノコンポジット(GO/MB)の表面修飾により、血清中のVEGFのレシオメトリックシグナルの定量化を実現するために、分子ビーコンベースの電気化学アパセンサーを開発しました。VEGFの存在は、アプタマー-FCの構成変更をトリガーする可能性があり、その結果、電極とFCの間の電気化学通信を減衰させるために、酸化還元プローブFCが電極表面から遠く離れています。一方、MBの信号も、電子移動通過に対するアプタマー-FCの障害により減少しました。達成されたGC-RGO/MB-AUNPS-APTAMER-FC SENSINGインターフェイスは、リアルタイムでVEGFの敏感な検出に成功裏に使用され、線形検出範囲2〜500 pg ML-1と0.1 pg ML-1の検出限界がラテオメトリックデュアル信号(FCおよびMB)の読み取り値に基づいています。GOベースのセンシングインターフェイスにMBとAUNPをロードすることは、背景干渉を効果的に排除するための感度と能力の観点から分析性能を高めるために好ましいことが観察されました。この電気化学的適性は、in vivoでのさまざまなサイトカインのリアルタイムで敏感な追跡の可能性である普遍的で信頼性の高いバイオセンシングプラットフォームを提供します。

Achieving a biosensing interface without baseline drift caused by variables in matrix samples is essential for real-time detection of analytes. In this study, we developed a molecular beacon based electrochemical aptasensor to realize the ratiometric signal quantification of VEGF in serum by surface modification of nanocomposites of graphene oxide/methylene blue (GO/MB) and AuNPs followed by the attachment of ferrocene-labeled aptamer (aptamer-Fc) against VEGF. The presence of VEGF can trigger the configuration change of aptamer-Fc, resulting in the redox probe Fc being far away from the electrode surface to attenuate the electrochemical communication between electrode and Fc. Meanwhile, signal of MB also decreased due to the impediment of aptamer-Fc to electron transfer passage. The achieved GC-rGO/MB-AuNPs-aptamer-Fc sensing interface was successfully used for the sensitive detection of VEGF in real-time with a linear detection range 2-500 pg mL-1 and detection limit of 0.1 pg mL-1 based on ratiometric dual signal (Fc and MB) read-out. It was observed loading MB and AuNPs to the GO based sensing interface was favorable to enhance the analytical performance in terms of sensitivity and capability to effectively eliminate background interference. This electrochemical aptasensor provides a universal and reliable biosensing platform which is potential for real-time and sensitive tracking of various cytokines in vivo.

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