感度が向上した比色紙ベースのサルコシンアッセイ

この原稿は、前立腺癌の重要な尿中バイオマーカーとしてのサルコシンの単純な紙ベースのビエンツィマティックカリメトリックアッセイについて報告しています。必要なすべてのアッセイ試薬は、疎水性障壁に囲まれた親水性濾紙スポットに事前に堆積されます。サンプル溶液中のサルコシンは、サルコシンオキシダーゼ（SOX）の存在下で選択的に酸化され、過酸化水素の形成をもたらし、その後、西洋ワラディッシュペルオキシダーゼ（HRP） - 無色指標3,3 'の触媒変換を介して検出されます。、5'-テトラメチルベンジジン（TMB）は、青色の酸化生成物になります。積極的に帯電したポリ（塩酸塩性アリラミン）（PAH）による紙の修飾により、0〜10μMのサルコシンに対する線形応答、および未修飾の紙基板と比較して検出限界（LOD）（0.6μM）の有意な低下により（12.6μm）が達成されました。LODの改善は、ポリマーの存在が紙基板の表面に対する酵素駆動の比色反応を制限し、より強い色の発達をもたらすという事実に起因していました。人工尿マトリックスの実験では、重炭酸塩アニオンが比色反応の阻害剤として同定されました。この阻害は、Assayデバイスに事前に堆積したpHバッファー成分を使用したデバイス上のサンプルpH調整により、正常に排除されました。人工尿マトリックス（2.5μM）で達成されたサルコシンのLODは、診断目的で必要なこの尿中バイオマーカーの5μMしきい値を下回っています。最後に、20の天然アミノ酸すべてにわたる良好な選択性と、50日間の-20°Cでの試薬修飾用紙基板の満足のいく長期貯蔵安定性が確認されました。

This manuscript reports on a simple paper-based bienzymatic colorimetric assay for sarcosine as an important urinary biomarker of prostate cancer. All required assay reagents are pre-deposited on hydrophilic filter paper spots surrounded by a hydrophobic barrier. Sarcosine in the sample solution is selectively oxidized in the presence of sarcosine oxidase (SOx), resulting in the formation of hydrogen peroxide, which is subsequently detected through the horseradish peroxidase (HRP)-catalyzed conversion of the colorless indicator 3,3',5,5'-tetramethylbenzidine (TMB) into its blue-colored oxidation product. By the modification of the paper with positively charged poly(allylamine hydrochloride) (PAH), a linear response to sarcosine between 0 and 10 μM and a significant lowering of the limit of detection (LOD) (0.6 μM) compared to the unmodified paper substrate (12.6 μM) has been achieved. The improvement of the LOD was attributed to the fact that the presence of the polymer limits the enzyme-driven colorimetric reaction to the surface of the paper substrate, resulting in stronger color development. In experiments in artificial urine matrix, the bicarbonate anion was identified as an inhibitor of the colorimetric reaction. This inhibition was successfully eliminated through on-device sample pH adjustments with pH-buffer components pre-deposited onto assay devices. The LOD for sarcosine achieved in artificial urine matrix (2.5 μM) is below the 5 μM threshold value for this urinary biomarker required for diagnostic purposes. Finally, good selectivity over all 20 natural amino acids and satisfactory long-term storage stability of reagent-modified paper substrates at - 20 °C for a period of 50 days were confirmed.