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スーパーオキシドジスムターゼ検出のためのCuInZnS量子ドットを用いた視覚的電気化学発光バイオセンサー
A visual electrochemiluminescence biosensor based on CuInZnS quantum dots for superoxide dismutase detection.
PMID: 32016568 DOI: 10.1007/s00216-020-02440-y.
抄録
スーパーオキシドジスムターゼ（SOD）は、肝臓のタンパク質としても知られており、様々な生体細胞に広く分布する物質です。スーパーオキシドフリーラジカルの不均化反応を触媒する機能を持っています。SODは、生体内でペルオキシダーゼやカタラーゼなどとともに抗酸化鎖を形成することができ、生体内では欠くことのできない重要な物質の一つである。本研究では、SOD検出のための簡便かつ高速な視覚的電気化学発光（ECL）センサーを提供しました。CuInZnS量子ドット（QDs）は、過酸化水素を共反応剤とするECL発光体として機能しました。検出プロセスでは、グラッシーカーボン電極（GCE）上のSODとCuInZnS量子ドットが過酸化水素と競合して電気化学発光中にスーパーオキサイドを生成し、CuInZnS量子ドットのECL信号を消光させることができました。提案したセンサーは、0.03μg/mLの検出限界(LOD)でSODを定量することができた。また、CuInZnS QDsのECL信号の変化をスマートフォンのカメラで簡単に観察することができました。これらの結果から、本センサーはヒトの血液中のSODの検出に有効に機能することが示された。グラフィカルアブストラクト。
Superoxide dismutase (SOD), also known as liver protein, is a substance widely distributed in various biological cells. It has the function of catalyzing the disproportionation reaction of superoxide free radicals. SOD can form an antioxidant chain together with peroxidase, catalase, and other substances in the body of organisms, and thus, is one of the indispensable important substances in the body of organisms. In this work, we provided a simple and fast visual electrochemiluminescence (ECL) sensor for SOD detection. CuInZnS quantum dots (QDs) worked as the ECL luminophore with hydrogen peroxide as co-reactant. In the sensing process, SOD and CuInZnS QDs on a glassy carbon electrode (GCE) competed with each other for hydrogen peroxide to produce superoxide during electrochemical luminescence, thus quenching the ECL signal of CuInZnS QDs. The proposed sensor can quantify SOD with a limit of detection (LOD) of 0.03 μg/mL. In addition, the change in the CuInZnS QDs ECL signal was easily observed with a smartphone camera. The results indicated that this sensor could effectively work in the detection of SOD in human blood. Graphical abstract.