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β-ヒドロキシ酪酸デヒドロゲナーゼで装飾したMXeneナノシートを用いたβ-ヒドロキシ酪酸のアンペロメトリック測定のためのバイオセンサー
β-Hydroxybutyrate dehydrogenase decorated MXene nanosheets for the amperometric determination of β-hydroxybutyrate.
PMID: 32314063 DOI: 10.1007/s00604-020-04258-y.
抄録
TiCT型のMXeneナノシートをβ-ヒドロキシ酪酸脱水素酵素で修飾し、β-ヒドロキシ酪酸のアンペロメトリックセンシングのためのバイオセンサーとして使用した。MXeneとナノコンポジットは、X線光電子分光法,電界電子顕微鏡,X線回折,フーリエ変換赤外分光法によって特徴づけられた。MXeneは層状構造を有しており、β-ヒドロキシ酪酸デヒドロゲナーゼとの相溶性に優れた固定化マトリックスであることがわかった。MXenをベースとしたバイオセンサーは、-0.35Vの電位（対Ag/AgCl）で最適に動作し、広い直線範囲（0.36～17.9mM）、0.480μAmMcmの感度、および低い検出限界（45μM）を示しています。このバイオセンサーは、実際の血清サンプル中のβ-ヒドロキシ酪酸の定量に適用することに成功した。グラフィカルアブストラクト β-ヒドロキシ酪酸デヒドロゲナーゼを用いたMxene 2Dシートの合成および装飾の模式図。
MXene nanosheets of type TiCT were modified with β-hydroxybutyrate dehydrogenase and then used as a biosensor for amperometric sensing of β-hydroxybutyrate. The MXene and the nanocomposite were characterized by X-ray photoelectron spectroscopy, field-emission scanning electron microscopy, X-ray diffraction, and Fourier transform infrared spectroscopy. The MXene has a layered structure and proved to be an excellent immobilization matrix providing good compatibility with the enzyme β-hydroxybutyrate dehydrogenase. The MXene-based biosensor, best operated at a potential of - 0.35 V (vs. Ag/AgCl), displays a wide linear range (0.36 to 17.9 mM), a sensitivity of 0.480 μA mM cm, and a low detection limit (45 μM). The biosensor was successfully applied to the determination of β-hydroxybutyrate in (spiked) real serum samples. Graphical abstract Schematic representation of the synthesis and decoration of Mxene 2D sheets with β-hydroxybutyrate dehydrogenase for the amperometric determination of β-hydroxybutyric acid.