这项工作的发展探讨了impedimetric免疫传感器基于磁性铁纳米颗粒(IrNP)携带的链霉亲和素生物素化的工厂的一部分抗体已经绑定使用biotin-streptavidin交互。SPR分析显示测量的偏差(角)抗原抗体识别而标签免费检测使用EIS允许我们监视极化电阻的变化。在检测之前,分析了层通过红外光谱和AFM。相比,在裸露的金表面固定的抗体使用aminodecanethiol山姆,抗体固定在纳米粒子可以达到检测下限:500 pg / ml而不是1 ng / ml的EIS和300 ng / ml,而不是4.5gydF4y2Ba
免疫传感器产生极大的兴趣和期望提供快速和高度敏感的免疫反应。免疫传感器已经广泛应用在临床诊断、食品安全和质量控制、生物分析和环境监测(gydF4y2Ba
近年来,纳米材料已经被广泛应用于分析化学、bioseparations, bioimaging他们独特的和特定的属性gydF4y2Ba
新方法允许把这些磁性粒子通过共价结合底物之前携带自组装单层(SAM)。表面的物理化学的裁剪已导致越来越兴趣使用地对空导弹的thiolor硫化合物作为绝缘体(gydF4y2Ba
在这项工作中,我们报告电化学免疫传感器的发展基于streptavidine氧化铁纳米粒子功能化。钙长石标签anti-D-dimer减少抗体固定在表面的氧化铁纳米颗粒与先前功能化金电极使用11-Amino-1-undecanethiol和戊二醛作为偶联剂。gydF4y2Ba
为了发展这个免疫传感器,表面等离子体共振(SPR)和电化学阻抗谱(EIS)技术选择。在第一次,表面等离子体共振(SPR)被用作光学表征技术gydF4y2Ba
表面电浆子一般兴奋Kretchmann配置的指导p-polarized光金膜的玻璃棱镜和反射(gydF4y2Ba
因此,生物信息的绑定(识别)金膜上的事件可以通过仔细监测SPR耦合特征。在大多数SPR系统,信息获取生物分子相互作用的测量角度或反射光的SPR光谱特征。gydF4y2Ba
在第二次,电化学阻抗谱(EIS)被用作转导技术标签免费检测。这种技术是一种有效的工具一方面,电化学过程的定性和定量描述发生在导电聚合物电影(gydF4y2Ba
而比较的发展一个immunosensor-based抗体耦合的山姆,我们试图表明氧化铁纳米粒子的使用允许放大信号的响应,并导致免疫传感器特性的改善。gydF4y2Ba
涂磁链霉亲和素纳米粒子显示直径200纳米和氧化铁含量约为70% (cf图gydF4y2Ba
氧化铁纳米颗粒的AFM图像。gydF4y2Ba
缓冲溶液用于电化学阻抗实验是磷酸缓冲盐氯化钠(PBS)包含137毫米,2.7毫米氯化钾,0.01米gydF4y2Ba
表面等离子体共振谱仪“Biosuplar 3”(gydF4y2Ba
在目前的研究中,SPR谱仪流细胞(gydF4y2Ba
循环伏安法和电化学阻抗谱(EIS)使用80年Voltalab阻抗分析仪进行测量。传统的三电极电池使用,包括饱和甘汞电极(SCE)作为参比电极,铂丝为对电极(0.54gydF4y2Ba
原子力显微镜(AFM)实验在空气中进行,使用Pico +分子成像显微镜300海里扫描头。这些照片是注册在开发模式中使用硅锥体gydF4y2Ba
NICOLET 710傅立叶变换红外光谱仪配备米尔(红外)源MCT /探测器是用来获取红外光谱。在128年收集所有的光谱扫描的参考和样本。我们的策略是在反射模式下记录的光谱金衬底的清洗金衬底,然后修改与山姆。的频谱清洗电极作为参考。两个光谱之间的差异给了山姆的光谱。gydF4y2Ba
两个系统准备,一个基于使用硫醇山姆(系统1)和其他基于利用功能化磁性铁纳米粒子与链霉亲和素系统(2)。gydF4y2Ba
在电极的第一步修改,11-Amino-1-undecanethiol单层吸附在金电极表面,暴露一组氨基酸组向解决方案。在第二步中,电极表面活性与醛组和左二羰基戊二醛免费的顶部表面。形成桥梁结构由于戊二醛醛的反应组的氨基酸组可能会阻止应用高浓度的双功能试剂,也就是说,GA (gydF4y2Ba
(一)系统1:多层免疫传感器的制造过程的示意图表示基于山姆。(b)系统2:多层免疫传感器的制造过程的示意图表示基于氧化铁纳米粒子。(c)生物素化的抗体Fab片段。gydF4y2Ba
情节复杂的阻抗等效电路模型。gydF4y2Ba
两种类型的金•比奥雷的绯闻制造电极作为衬底。蒸发金(~ 300纳米厚度)沉积在硅使用钛层(30 nm厚)作为底物的电化学实验。这些黄金电极由LAAS CNRS图卢兹。在修改之前,黄金表面清洗在丙酮超声波浴10分钟,干干gydF4y2Ba
aminothiol单层是由浸泡干净的金电极(Au)在0.1毫米11-Amino-1-undecanethiol (AUT)在乙醇溶液在室温下24小时在黑暗中,用乙醇去除身体彻底清洗电极吸附11-Amino-1-undecanethiol,将电极浸入PBS (pH值7.4)含有5% (v / v)戊二醛(GA)解决方案1小时30分钟,冲洗和PBS。之后,系统1,电极浸入到gydF4y2Ba
修改后的金电极的自组装单层11-Amino-1-undecanethiol随后几个技术特征。gydF4y2Ba
循环伏安法是一种有效和方便的方法探测的特点修改后的电极表面。SAMs沉积的步骤是由这种技术控制。作为显示在图gydF4y2Ba
循环伏安测量存在的5毫米redox-probe 3 (FegydF4y2Ba
电化学阻抗谱(EIS)是一种有效的工具来探测功能基团,电极,同时控制其电气性能(gydF4y2Ba
尼奎斯特图(−Im (gydF4y2Ba
山姆层的光学特性是由SPR技术。图gydF4y2Ba
光学参数的SPR曲线拟合得到的基于SAM系统1。gydF4y2Ba
| 层gydF4y2Ba | 厚度(nm)gydF4y2Ba |
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kapagydF4y2Ba |
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|---|---|---|---|---|---|
| 裸露的金gydF4y2Ba | 50.72gydF4y2Ba | 0.17gydF4y2Ba | 3.988gydF4y2Ba |
|
1.355gydF4y2Ba |
| 硫醇gydF4y2Ba | 2.16gydF4y2Ba | 1.34gydF4y2Ba | 0gydF4y2Ba | 1.791gydF4y2Ba | 0gydF4y2Ba |
| 遗传算法gydF4y2Ba | 0.1gydF4y2Ba | 1.45gydF4y2Ba | 0gydF4y2Ba | 2.10gydF4y2Ba | 0gydF4y2Ba |
| 内华达州。gydF4y2Ba | 0.8gydF4y2Ba | 1.45gydF4y2Ba | 0gydF4y2Ba | 2.10gydF4y2Ba | 0gydF4y2Ba |
| AbgydF4y2Ba | 0.4gydF4y2Ba | 1.45gydF4y2Ba | 0,gydF4y2Ba | 2.10gydF4y2Ba | 0gydF4y2Ba |
作为gydF4y2Ba
一个典型的逐步形成的生物膜动力学(系统1)如图gydF4y2Ba
基于SAM组合的生物膜的动力学。逐步形成多层SPR的反应。流中所有的测量进行了细胞,在PBS 10毫米pH值7.4。gydF4y2Ba
每一步的嫁接的免疫传感器构成的层膜,光谱呈现反射的强度与入射角,流动PBS缓冲后,记录(见图gydF4y2Ba
在相同的方式,建立免疫传感器基于膜的氧化铁纳米颗粒gydF4y2Ba
组合的基于氧化铁纳米粒子的生物膜动力学。SPR反应多层的逐步形成。流中所有的测量进行了细胞在PBS 10毫米pH值7.4。gydF4y2Ba
对于系统2,覆盖的抗体gydF4y2Ba
每一步的嫁接的免疫传感器构成的层膜,光谱呈现反射的强度与入射角,冲洗后PBS缓冲,记录(见图gydF4y2Ba
光学参数的SPR曲线拟合得到的基于氧化铁纳米粒子系统2。gydF4y2Ba
| 层gydF4y2Ba | 厚度(nm)gydF4y2Ba |
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kapagydF4y2Ba |
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|---|---|---|---|---|---|
| 裸露的金gydF4y2Ba | 50.72gydF4y2Ba | 0.17gydF4y2Ba | 3.89gydF4y2Ba |
|
1.355gydF4y2Ba |
| 硫醇gydF4y2Ba | 2.16gydF4y2Ba | 1.34gydF4y2Ba | 0gydF4y2Ba | 1.791gydF4y2Ba | 0gydF4y2Ba |
| 遗传算法gydF4y2Ba | 0.1gydF4y2Ba | 1.45gydF4y2Ba | 0gydF4y2Ba | 2.10gydF4y2Ba | 0gydF4y2Ba |
| 氧化铁纳米颗粒gydF4y2Ba | 301年gydF4y2Ba | 0.28gydF4y2Ba | 2.98gydF4y2Ba | −8.802gydF4y2Ba | 1.6688gydF4y2Ba |
| AbgydF4y2Ba | 1。2gydF4y2Ba | 1.45gydF4y2Ba | 0gydF4y2Ba | 2.10gydF4y2Ba | 0gydF4y2Ba |
从提出的等效电路拟合参数获得不同层次的免疫传感器基于山姆。gydF4y2Ba
| 层gydF4y2Ba |
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CPE (gydF4y2Ba |
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|---|---|---|---|---|---|
| 裸露的金gydF4y2Ba | 51.63gydF4y2Ba | 8292年gydF4y2Ba | 1.8847 e-5gydF4y2Ba | 0.96414gydF4y2Ba | 0.0011gydF4y2Ba |
| 硫醇gydF4y2Ba | 47.18gydF4y2Ba | 37120年gydF4y2Ba | 4.0271 e-6gydF4y2Ba | 0.9475gydF4y2Ba | 0.00058gydF4y2Ba |
| 遗传算法gydF4y2Ba | 49.26gydF4y2Ba | 62535年gydF4y2Ba | 3.2506 e-6gydF4y2Ba | 0.94902gydF4y2Ba | 0.0011gydF4y2Ba |
| Neutv。gydF4y2Ba | 43.22gydF4y2Ba | 48703年gydF4y2Ba | 3.9494 e-6gydF4y2Ba | 0.93945gydF4y2Ba | 0.0010gydF4y2Ba |
| AbgydF4y2Ba | 44.63gydF4y2Ba | 39869年gydF4y2Ba | 4.1848 e-6gydF4y2Ba | 0.93169gydF4y2Ba | 0.0010gydF4y2Ba |
两个系统的比较结果证明,使用氧化铁纳米粒子层的厚度增加抗体从0.4到1.2海里,从接枝密度的增加,电极上的抗体。gydF4y2Ba
我们使用EIS控制生物膜的建立在PBS(10毫米,pH值7)潜在−400 mV。数据gydF4y2Ba
从提出的等效电路拟合参数获得不同层次的免疫传感器基于氧化铁纳米粒子。gydF4y2Ba
| 层gydF4y2Ba |
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CPE (gydF4y2Ba |
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|---|---|---|---|---|---|
| 裸露的金gydF4y2Ba | 51.63gydF4y2Ba | 8292年gydF4y2Ba | 1.8847 e-5gydF4y2Ba | 0.96414gydF4y2Ba | 0.0011gydF4y2Ba |
| 硫醇gydF4y2Ba | 47.18gydF4y2Ba | 47280年gydF4y2Ba | 4.4323 e-6gydF4y2Ba | 0.95475gydF4y2Ba | 0.00023gydF4y2Ba |
| 氧化铁纳米颗粒gydF4y2Ba | 43.22gydF4y2Ba | 52673年gydF4y2Ba | 3.0594 e-6gydF4y2Ba | 0.92432gydF4y2Ba | 0.0011gydF4y2Ba |
| AbgydF4y2Ba | 44.63gydF4y2Ba | 74200年gydF4y2Ba | 4.1848 e-6gydF4y2Ba | 0.92349gydF4y2Ba | 0.0012gydF4y2Ba |
尼奎斯特图(−Im (gydF4y2Ba
尼奎斯特图(−Im (gydF4y2Ba
在系统1(基于SAM)(图gydF4y2Ba
在相同的测量条件下,建立的免疫传感器基于氧化铁纳米粒子的生物膜是由EIS(图控制gydF4y2Ba
为了研究比较两种免疫传感器的响应,光学校正曲线对应的入射角的变化gydF4y2Ba
光学校正曲线描述的变化角度转变gydF4y2Ba
检测使用基于SAM系统1gydF4y2Ba
根据氧化铁纳米粒子检测使用系统2gydF4y2Ba
抗原抗体相互作用被阻抗光谱监测在PBS溶液(10毫米,pH值7)−400 mV系统1和系统2。系统、电极改性产物与biotin-tagged抗体片段特异抗原的浓度范围。获得的阻抗谱与不同浓度的抗原孵化后如图gydF4y2Ba
尼奎斯特图(−Im (gydF4y2Ba
检测使用基于SAM系统1gydF4y2Ba
根据氧化铁纳米粒子检测使用系统2gydF4y2Ba
为了研究两种免疫传感器响应的比较,电校准曲线对应的膜阻力的变化gydF4y2Ba
电校准曲线描述膜阻力的变化gydF4y2Ba
检测使用基于SAM系统1gydF4y2Ba
根据氧化铁纳米粒子检测使用系统2gydF4y2Ba
在这项研究中,我们已经开发了一个基于功能化氧化铁纳米颗粒的免疫传感器。相比基于山姆的免疫传感器的发展,我们已经表明,功能化氧化铁纳米粒子的使用提供了几个优势。两个系统的比较结果证明,使用氧化铁纳米颗粒增强的响应信号,所以增加层的厚度从0.4到1.2纳米抗体,从接枝密度的增加,电极上的抗体。在第二次,我们已经表明,通过电化学阻抗谱结合理论等效电路模型可以确定电气性能。此外,EIS允许全面监控工程的膜•比奥雷的绯闻。gydF4y2Ba
表gydF4y2Ba
免疫传感器的比较分析参数基于山姆和免疫传感器基于氧化铁纳米粒子。gydF4y2Ba
| 分析参数gydF4y2Ba | 山姆系统gydF4y2Ba | IrNp系统gydF4y2Ba | |
|---|---|---|---|
| 光学特性gydF4y2Ba | 检出限gydF4y2Ba | 4.5gydF4y2Ba |
300毫微克/毫升gydF4y2Ba |
| 灵敏度gydF4y2Ba |
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| 动态范围gydF4y2Ba | 4.5 - 15gydF4y2Ba |
0.3比1gydF4y2Ba |
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| 反应的时间gydF4y2Ba | 45分钟gydF4y2Ba | 30分钟gydF4y2Ba | |
| 再现性gydF4y2Ba | 6.3%gydF4y2Ba | 5.7%gydF4y2Ba | |
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|||
| 电气特性gydF4y2Ba | 检出限gydF4y2Ba | 1 nggydF4y2Ba |
500 pggydF4y2Ba |
| 灵敏度gydF4y2Ba |
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| 动态范围gydF4y2Ba | 1到50 nggydF4y2Ba |
0.5 ng - 50gydF4y2Ba |
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| 反应的时间gydF4y2Ba | 45分钟gydF4y2Ba | 20分钟gydF4y2Ba | |
| 再现性gydF4y2Ba | 8.7%gydF4y2Ba | 7.5%gydF4y2Ba | |