Новости

Jun 17, 2023

Новый электрохимический биосенсор-маркер PMI на основе растворения квантовых точек с использованием двойного

Том 12 научных отчетов, номер статьи: 8815 (2022) Цитировать эту статью 1553 Доступы 2 Подробности об альтметрических метриках Новый и простой биосенсор посмертного интервала (PMI) был изготовлен с использованием

Научные отчеты, том 12, Номер статьи: 8815 (2022) Цитировать эту статью

1553 Доступа

2 Альтметрика

Подробности о метриках

Новый и простой биосенсор посмертного интервала (PMI) был изготовлен с использованием стратегии двойной метки для обнаружения биомаркера глицеральдегид-3-фосфатдегидрогеназы (GAPDH). Моноклональное антитело против GAPDH иммобилизовали на поверхностной метке, содержащей квантовые точки селенида кадмия (КТ CdSe) на самоорганизующемся монослое оксида цистеамина графена (Cys-GO). Глюкозооксидазу (GOx) использовали в качестве сигнальной метки для конъюгации с GAPDH. Распознавание GAPDH было достигнуто за счет растворения прикрепленных к поверхности КТ CdSe перекисью водорода, образующейся в результате окисления β-глюкозы, конъюгированного с GAPDH GOx. Для повышения чувствительности было введено конкурентное взаимодействие между свободной и конъюгированной ГАФД с активным центром антитела против ГАФД. Электрохимический отклик, обусловленный растворением CdSe, уменьшался пропорционально концентрации свободной ГАФД. Дифференциальную импульсную вольтамперометрию проводили для определения аналитических характеристик иммуносенсора, включая предел обнаружения, линейный динамический диапазон, целевую селективность, стабильность системы и применимость для анализа реальных образцов.

Посмертный интервал (PMI) — это время, прошедшее с момента смерти человека. Оценка PMI обычно проводится простыми методами, включая ливор, алгор и трупное окоченение. Однако точная оценка PMI имеет важное значение, поскольку она может дать важные данные для расследования причины и времени смерти. К сожалению, точное определение PMI очень сложно и требует множества медицинских/научных методов и длительного времени обработки. Поэтому существует острая необходимость в разработке простого и быстрого метода обнаружения PMI. Глицеральдегид-3-фосфатдегидрогеназа (ГАФДГ) представляет собой белок, который можно обнаружить в слюне и почках1, и его концентрация снижается со временем после смерти2. Эта характеристика белка GAPDH может быть использована в качестве подходящего белкового биомаркера для разработки биосенсорной системы PMI.

В биосенсорных системах, включающих взаимодействие антитело-антиген (иммуносенсоры)3, использовались различные методы обнаружения, такие как хемилюминесценция4, поверхностный плазмонный резонанс5, кварцевые микровесы6 и методы электрохимического зондирования7. Среди них использование электрохимического иммуносенсора привлекло значительное внимание из-за высокой чувствительности и селективности сенсора8, 9. Кроме того, электрохимические иммуносенсоры продемонстрировали преимущества для обнаружения белковых биомаркеров из-за их низкой стоимости, простоты измерения, быстрого реагирования и пригодность для применения в местах оказания медицинской помощи10,11,12. Однако разработка электрохимического иммуносенсора для обнаружения ПМИ проводится редко2. Используя наноматериалы для увеличения площади поверхности сенсора, в этом исследовании был разработан высокочувствительный электрохимический иммуносенсор для обнаружения биомаркеров GAPDH. Иммуносенсор PMI был изготовлен путем фиксации моноклонального антитела GAPDH к квантовым точкам (QD) селенида кадмия (CdSe), которые были прикреплены к самособирающемуся монослою (SAM) цистеамина, содержащего оксид графена (GO). Распознавание GAPDH было достигнуто путем растворения КТ CdSe в перекиси водорода13,14,15, генерируемой окислением β-глюкозы, катализируемым глюкозооксидазой (GOx)16. GOx использовался в качестве ферментативной метки, которая была конъюгирована с белком GAPDH посредством перекрестного сшивания глутаральдегидом17. Для повышения чувствительности было введено конкурентное взаимодействие между конъюгатами GAPDH-GOx и свободной GAPDH с активным центром анти-GAPDH18. Текущая реакция за счет растворения CdSe уменьшалась пропорционально увеличению концентрации свободной ГАФД. Таким образом, с помощью этой стратегии удалось количественно оценить свободную ГАФД, и была проведена дифференциальная импульсная вольтамперометрия (ДПВ) для определения аналитических характеристик иммуносенсора, включая предел обнаружения, линейный динамический диапазон, целевую селективность, стабильность системы и применимость к анализ реальных образцов19.