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NML研究文章 | 絲網(wǎng)印刷石墨烯電極：無創(chuàng)無標(biāo)記檢測皮質(zhì)醇-乳酸鹽雙抗體

鴻凱智能 2018-05-02 | 閱讀：1739

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Noninvasive Label-Free Detection of Cortisol and Lactate Using Graphene Embedded Screen-Printed Electrode

Satish K.Tuteja，Connor Ormsby，Suresh Neethirajan*

Nano-Micro Lett. (2018) 10:41

DOI: 10.1007/s40820-018-0193-5

文章轉(zhuǎn)載自公眾號：nanomicroletters

本文亮點(diǎn)

1 電沉積法制備的二維納米片有效提升了電極的電導(dǎo)率。

2 首次開發(fā)了雙偶聯(lián)皮質(zhì)醇-乳酸鹽抗體的石墨烯生物界面，此無標(biāo)記檢測技術(shù)適用于臨床樣品分析。

3 用商用Elisa試劑盒可以很好地兼容和驗證檢測結(jié)果，檢測時間低至< 1 min。

內(nèi)容簡介

近年來，智能可穿戴健康監(jiān)測設(shè)備發(fā)展迅速，相比Elisa試劑等商用檢測手段，無創(chuàng)、即時檢測技術(shù)對于實現(xiàn)對人體疾病和健康狀況的早期預(yù)報具有重要意義。

加拿大Suresh Neethirajan等人用無標(biāo)記電化學(xué)分析方法，開發(fā)了一種靈敏的特異的免疫傳感器，用于檢測人或動物生物液體（如汗液和唾液）內(nèi)的激素皮質(zhì)醇和乳酸。這種生物傳感器使用生物液體代替血液，更適用于嬰兒、家畜等無創(chuàng)檢測需求。

使用電化學(xué)還原氧化石墨烯（e-RGO）修飾絲網(wǎng)印刷電極，其中e-RGO既作為信號放大的平臺，又作為皮質(zhì)醇和乳酸抗體共價偶聯(lián)的模板。在寬檢測范圍內(nèi)對目標(biāo)分子的無標(biāo)記計時電化學(xué)檢測結(jié)果表明，對皮質(zhì)醇和乳酸的檢測極限分別達(dá)到0.1 ng/mL和0.1 mM。

此外，這種可攜帶、手持式的檢測器，可與藍(lán)牙鏈接，與電池電源集成，能滿足即時檢測的需求。此生物免疫傳感器具高靈敏度和特異性、無創(chuàng)、即時檢測等優(yōu)點(diǎn)，是一種在發(fā)達(dá)或發(fā)展中國家都適用的多功能傳感平臺。

圖文導(dǎo)讀

1 石墨烯修飾絲網(wǎng)印刷電極示意圖

基于e-RGO的抗體免疫傳感器的逐步裝配過程：在PBS中對GO經(jīng)過連續(xù)還原性掃描后通過電化學(xué)還原技術(shù)在絲網(wǎng)印刷電極上合成e-RGO。采用電化學(xué)LSV還原技術(shù)（還原電壓掃描范圍從0到-1.4 V）來減少GO母體結(jié)構(gòu)中的羥基，環(huán)氧基和其他含氧官能團(tuán)，并有助于將GO轉(zhuǎn)化為e-RGO。

2 電沉積e-RGO與絲網(wǎng)印刷電極的集成

SEM研究顯示了在電沉積和e-RGO改性前的絲網(wǎng)印刷電極的顯微圖像。在SEM分析中清楚地看出石墨烯在絲網(wǎng)印刷電極工作區(qū)域上的成功電沉積。

并且通過使用AFM和TEM分析進(jìn)一步研究了在雙絲網(wǎng)印刷電極上的電沉積。對于TEM分析，將沉積材料（e-RGO）小心地從其中一個測試電極分離出來。e-RGO的TEM顯微圖清楚地表明電沉積成功。AFM顯微照片和相應(yīng)的高度曲線分析表明?2nm的高度對應(yīng)于3-4個石墨烯層。