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17ß-エストラジオールの検出を目的としたカーボンナノドット修飾電極を用いた高感度不定比アプタセンサ
A Sensitive Impedimetric Aptasensor Based on Carbon Nanodots Modified Electrode for Detection of 17ß-Estradiol.
PMID: 32664193 DOI: 10.3390/nano10071346.
抄録
17ß-エストラジオール(E2)を検出するために、導電性カーボンナノドット(CD)をベースとしたシンプルで高感度なアプタセンサーを作製した。本研究では、カーボンナノドットの水熱合成により、76merアプタマープローブを固定化するためのプラットフォームとしてスクリーン印刷電極(SPE)に電着させることに成功した。このナノ材料の形態と構造は、紫外-可視吸収スペクトル,蛍光スペクトル,透過電子顕微鏡(TEM)及びフーリエ変換赤外分光法(FTIR)によって特徴づけられた。さらに、サイクリックボルタンメトリーと電気化学インピーダンス分光法を用いて、調製した電極の電気化学的性能を調べた。その後、インピーダンス測定(EIS)を用いて、E2結合前後の相対インピーダンスの変化を調べたところ、E2濃度は1.0×10から1.0×10Mの範囲で直線的な関係を示し、検出限界は0.5×10Mであった。さらに、開発したバイオセンサーは、E2に対して高い選択性を示し、プロゲステロン(PRG)、エストリオール(E3)、ビスフェノールA(BPA)に対してそれぞれ優れた識別性を示した。また、E2を検出した河川水の平均回収率は98.2%から103.8%であり、相対標準偏差は1.1%から3.8%であり、本バイオセンサは河川水のE2検出に応用できる可能性を示した。
A simple and sensitive aptasensor based on conductive carbon nanodots (CDs) was fabricated for the detection of 17ß-Estradiol (E2). In the present study, the hydrothermal synthesis of carbon nanodots was successfully electrodeposited on a screen-printed electrode (SPE) as a platform for immobilization of 76-mer aptamer probe. The morphology and structure of the nanomaterial were characterized by UV-visible absorption spectra, Fluorescence spectra, Transmission electron microscopy (TEM) and Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR). Moreover, cyclic voltammetry and electrochemical impedance spectroscopy were used to investigate the electrochemical performance of the prepared electrodes. Subsequently, impedimetric (EIS) measurements were employed to investigate the relative impedances changes before and after E2 binding, which results in a linear relationship of E2 concentration in the range of 1.0 × 10 to 1.0 × 10 M, with a detection limit of 0.5 × 10 M. Moreover, the developed biosensor showed high selectivity toward E2 and exhibited excellent discrimination against progesterone (PRG), estriol (E3) and bisphenol A (BPA), respectively. Moreover, the average recovery rate of spiked river water samples with E2 ranged from 98.2% to 103.8%, with relative standard deviations between 1.1% and 3.8%, revealing the potential application of the present biosensor for E2 detection in water samples.