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分子インプリントポリマーをコーティングしたFeN-CoNナノアレイを用いたアンピシリンの電気化学的測定
Electrochemical assay of ampicillin using FeN-CoN nanoarray coated with molecularly imprinted polymer.
PMID: 32661724 DOI: 10.1007/s00604-020-04432-2.
抄録
高導電性で表面積の大きい自己支持型FeN-CoNナノアレイを作製し、MIPを成長させ、さらに高感度で安定な電気化学センサーを構築した。その性能評価のために、FeN-CoNをセンシング電極材料として、AMPをテンプレート分子として用いてMIP電気化学センサーを構築した。開発したMIPs電気化学センサーは、最適化された条件下で、3.65×10molLという低い検出限界でAMPを検出し、優れた再現性と安定性を示しました。このMIPs電気化学センサーを乳試料中のAMP検出に標準添加法で適用したところ、97.06-102.43%以内、RSDは1.05-2.11%の回収率が得られた。MIPs電気化学センサーの作製は、高感度で選択的な電気化学測定や食品安全性試験のために非常に有望である。本研究は、真に困難な問題に対して理論的な指針を提供することができる。グラフィカルアブストラクト AMP検出用MIP-ECセンサーの原理図 分子インプリントポリマー（MIP）は、特に複雑な環境下での低分子の検出を目的とした電気化学（EC）センサーの構築に広く用いられている。しかし、MIPをセンサプラットフォーム上にin situで大規模かつ堅牢に調製することは、その実用化に限界がある。本研究では、カーボンクロス（CC）上にin situ成長させたFeN-CoNを基材とし、MIPをターゲット認識素子として用いてAMPをラベルフリーで検出するMIPs型ECセンサーを作製した。開発したMIPs ECセンサーは、最適な条件下で3.65×10molLという低い検出限界でAMPを検出することができました。提案したECセンサーで乳中のAMPを検出すると、理想的な結果が得られる。したがって、自己支持型FeN-CoNナノアレイを用いたMIPs ECセンサーの作製は、高感度かつ選択的なEC測定やポイントオブケアテストのためのプラットフォームとして大いに期待されています。
Self-supported FeN-CoN nanoarray with high electric conductivity and large surface area was prepared for growth of MIPs and further constructing a sensitive and stable electrochemical sensor. For the evaluation of its performance, FeN-CoN is used as sensing electrode material, and AMP is used as template molecule to construct the MIP electrochemical sensor. Under the optimized conditions, the developed MIPs electrochemical sensor detects AMP with a low detection limit of 3.65 × 10 mol L and shows outstanding reproducibility and stability. When the MIPs electrochemical sensor was applied to detect AMP in milk samples via standard addition method, the recovery within 97.06-102.43% with RSD of 1.05-2.11% was obtained. The fabrication of MIPs electrochemical sensor is highly promising for sensitive and selective electrochemical measurement and food safety testing. This work can provide theoretical guidance for truly challenging problems. Graphical abstract Principle diagram of MIP-EC sensor for detecting AMP Molecular imprinted polymers (MIPs) are widely performed for construction of electrochemical (EC) sensors especially for detecting small molecules in complex environment. However, the large-scale and robust preparation of MIPs in situ on sensor platform limits their practical applications. We fabricated a MIPs EC sensor based on FeN-CoN in situ grown on carbon cloth (CC) as the substrate platform (FeN-CoN/CC) combining with MIPs as the target recognition element for the label-free detection of AMP. Under the optimal conditions, the developed MIPs EC sensor can detect AMP with a low detection limit of 3.65 × 10 mol L. When the AMP in milk is detected by the proposed EC sensor, it shows ideal results. Therefore, the use of self-supported FeN-CoN nanoarray as the platform for the fabrication of MIPs EC sensors is highly promising for sensitive and selective EC measurement and point-of-care testing.