氧化還原探針新類型.ppt

1、氧化還原探針新類型：,基于C60納米材料及其用于興奮劑檢測的電化學(xué)免疫分析方法.,目錄,摘要,序言,實驗部分,結(jié)果和討論,結(jié)論,摘 要,1,碳納米材料通常被利用納米載體在電化學(xué)免疫傳感器，但很少作為氧化還原探針。在這里，我們的動機(jī)是充分利用富勒烯（C60）內(nèi)氧化還原活性，得到一個新的類型氧化還原探針基于親水性C60納米材料。首先，C60納米顆粒（c60nps）相轉(zhuǎn)移法制備用氨基封端的聚酰胺-胺官能化（PAMAM）獲得PAMAM裝飾c60nps（pamamc60nps）相比，具有更好的未改性的c60nps和具有豐富的胺基進(jìn)行進(jìn)一步的修改。繼，金納米粒子被吸收的pamam-c60nps表面，以及由

2、此產(chǎn)生的au-pamam-c60nps作為一種新型的氧化還原納米探針、納米載體標(biāo)記檢測抗體（Ab2）。摻雜控制成為最大的國際問題。促紅細(xì)胞生成素（EPO）是一種血液摻雜劑已在興奮劑檢測中的一個熱點(diǎn)。夾心式促紅細(xì)胞生成素（免疫反應(yīng)為模型）和Ab2標(biāo)記au-pamam-c60nps，所得的免疫傳感器,一個四辛基溴化銨（TOAB）作為激發(fā)金內(nèi)氧化還原活性的助推器pamam-c60nps一對可逆的氧化還原峰的觀察。因此，該傳感器具有線性范圍寬EPO的范圍和較低的檢測限。這一戰(zhàn)略開辟了新的途徑探索基于氧化還原探針碳納米材料在電化學(xué)生物傳感器領(lǐng)域中的應(yīng)用。,序 言,2,反應(yīng)C60在電化學(xué)行為機(jī)制薄膜可以是

3、帶正電荷的陽離子四辛基（TOA+）由C60的電子云分布不均勻、易極化。循環(huán)掃描，TOA +可以作為一個助推器喚醒內(nèi)在的氧化還原活性C60和青睞的帶負(fù)電荷的陰離子的生成富勒烯（C60N）因此，C60嵌入在TOA +有機(jī)薄膜可以很容易地實現(xiàn)電化學(xué)氧化還原反應(yīng)，但C60在水溶液中的氧化還原活性的抑制作用由于C60分子的水溶性很差，C60在水溶液中的電化學(xué)行為是不穩(wěn)定的。在這項工作中，我們的動機(jī)是充分利用C60分子內(nèi)氧化還原活性來獲得一個新的類型的氧化還原對EPO的檢測探針。 制備親水基于氧化還原探針的C60，C60納米顆粒（c60nps）是首先制備的相轉(zhuǎn)移法和官能化氨基封端的聚酰胺胺（PAMAM）是

4、一種超支和三維結(jié)構(gòu)表面活性的結(jié)構(gòu)均勻性和高密度組。3234 c60nps PAMAM裝飾產(chǎn)品（pamam-c60nps）相比，具有更好的親水性改性c60nps和具有豐富的胺表面上的基團(tuán)作進(jìn)一步修改。在那之后金被吸附在pamam-c60nps表面通過氨基金的親和力，以及由此生的au-pamam-c60nps是作為一種新的氧化還原探針和納米載體的標(biāo)簽Ab2。通過有效的免疫傳感界面的構(gòu)建與捕獲抗體（Ab1）通過定向固定蛋白質(zhì)的橋接（PA）35在金納米簇修飾玻碳電極（GCE）。后夾心式免疫反應(yīng)之間的EPO和AB2標(biāo)記au-pamam-c60nps，所得的免疫傳感器以10分鐘一滴TOAB和0.1米的檢測

5、。我們吃驚的是，內(nèi)氧化還原活性的C60納米材料（au-pamam-c60nps）引起了一對在CVS0.45和0.3 V之間的可逆的氧化還原峰。,試劑和材料: 促紅細(xì)胞生成素（EPO) 、促紅細(xì)胞生成素抗體、富勒烯（C60） 、氨基終止聚酰胺-胺（PAMAM） 、氯化金四辛基溴化銨（TOAB). 儀器與測量: 三電極系統(tǒng)中進(jìn)行修飾玻碳電極（GCE，直徑4 mm）為工作電極，飽和甘汞電極（SCE）為參考電極和鉑絲作為輔助電極。pamam-c60nps的形態(tài)特點(diǎn)用透射電子顯微鏡（透射電子顯微鏡）在80千伏的加速電壓。掃描。 方案一：免疫傳感器的制備工藝和電化學(xué)機(jī)理示意圖反應(yīng),實驗 部分,3,逐步通過

6、SEM表征免疫傳感器的研制。 逐步免疫傳感器的研制過程 用掃描電鏡監(jiān)測。 圖1顯示 SEM照片（a）（b）aunds，PA / aunds，和（c）抗體/PA / aunds。 在aunds表面固定PA，與圖像觀察到模糊的表面（圖1b），這是不同于圖1a，說明PA的成功結(jié)合表面上。隨后，裝載到PA /aunds薄膜，獲得了致密的蛋白層（圖1C），這表明AB1被成功地引入通過橋接Pa。,結(jié)果 討論,4,X射線光電子能譜分析（一）的XPS au-pamam-c60nps全區(qū)域，（B）C 1s的區(qū)域，（c）N 1區(qū)，（d）O 1s的區(qū)域，和（e）Au 4f,對au-pamam-c60nps XPS表

7、征。證明au-pamam-c60nps的成功合成，XPS表征用于元素分析。正如預(yù)期的那樣，特點(diǎn)C 1s，N 1，O 1s峰，和Au 4f區(qū)域可能在au-pamam-c60nps全區(qū)域明顯光譜（圖2A）。284.7，399.8，和532.4電子伏特的峰可以分配給C 1s，1s和N，O 1s，分別（圖2B，C，D）。圖2是互惠的4f 。雙兒（84和87.7 eV 4F7 / 2和4F5 / 2，分別）結(jié)果金屬AU0。在此基礎(chǔ)上元素分析，我們可以確認(rèn)，au-pamamc60nps成功制備。,確認(rèn)au-pamamc60nps成功制備,圖3。CVS（一）和電化學(xué)阻抗譜（B）修飾電極在pH值不同 7.4

8、PBS含5毫米Fe（CN）6 4/ 3作為氧化還原探針：（一） A，（B）aunds / GCE，（c）PA / aunds / GCE，（D）AB1 /尼龍/ aunds / GCE，（E）BSA /樣品/尼龍/ aunds / GCE，和（f）。 當(dāng)aunds直截了當(dāng)在玻碳電極表面的電沉積，峰電流明顯增加（圖3A，B曲線），這意味著aunds帶來優(yōu)良的導(dǎo)電性和大面積推廣電子轉(zhuǎn)移。然而，當(dāng)被固定到 aunds / GCE（圖3A，曲線C），心血管反應(yīng)明顯降低，因為作為電子轉(zhuǎn)移阻擋和鐵氰化鉀的擴(kuò)散阻礙向電極表面。隨后，當(dāng)AB1通過橋接，氧化還原明顯下降目前的觀察（圖3A，曲線D）。此外，在所得

9、到的電極阻斷后的循環(huán)響應(yīng)下降1%牛血清白蛋白溶液（圖3A，曲線E）。最后，當(dāng)導(dǎo)致免疫40 MIU毫升促紅細(xì)胞生成素孵育1，CV響應(yīng)再次下降（圖3A，曲線F）。這樣的降低基本可以歸因于一個事實，AB1，BSA，EPO蛋白層對電極會延緩電子轉(zhuǎn)移。EIS不同修飾電極是在圖3b所示。赤裸的GCE顯示一個小的半圓（圖3B，曲線），指示低電子轉(zhuǎn)移電阻。當(dāng)aunds在電極表面的電沉積，奈奎斯特圖為直線（圖3B，曲線B），表明多孔多孔的優(yōu)良導(dǎo)電性能aunds膜。PA溶液后，電阻增加（圖3B，曲線C）因為PA作為電子轉(zhuǎn)移阻擋層阻礙擴(kuò)散鐵氰化鉀在電極表面。隨后，當(dāng)AB1，BSA和EPO，依次固定在電極表面電阻增加

10、，有序（圖3b，曲線D）。,au-pamam-c60nps的作用TOAB系統(tǒng)，CVS不同修飾電極,圖4。（一）CVS不同修飾電極在pH 7.4的PBS后40 MIU毫升1促紅細(xì)胞生成素，然后連續(xù)培養(yǎng) 培養(yǎng)2與偶聯(lián)物和TOAB（A）；培養(yǎng)與AB2結(jié)合無TOAB（B）；與TOAB在孵化AB2型偶聯(lián)物缺失（C）。（b）簡歷的建議在不同的掃描速率傳感器（從內(nèi)到外）：20，50，100，150，200，300，400，500，600，和700 mV的1在pH 7.4的PBS。 插入：圖的氧化還原峰電流與掃描速率的平方根。所有的電位與SCE。 BSA /樣品/尼龍/ aunds / GCE然后先后培養(yǎng)2與

11、偶聯(lián)物（AB2標(biāo)記au-pamam-c60nps）和TOAB。 正如預(yù)期的那樣，檢測傳感器在PBS（pH 7.4）和顯示一對可逆的氧化還原峰。 陰極和陽極峰電位為0.06 V和EPAEPC = 0.14 V（vs SCE），分別，和峰峰值分離是80個壓，這是與工作的協(xié)議歌等al.28此外，對照實驗完成為了證明的內(nèi)部氧化還原活性 au-pamam-c60nps由TOA +引起，促紅細(xì)胞生成素/ BSA /AB1 /尼龍/ aunds / GCE只有培養(yǎng)AB2偶聯(lián)物被調(diào)查，沒有氧化還原峰觀察到電位范圍（圖4A，曲線B）。 TOA +本身具有氧化還原活性，促紅細(xì)胞生成素/ BSA /樣品/尼龍/au

12、nds / GCE只有培養(yǎng)TOAB也進(jìn)行了研究無氧化還原峰（圖4A，曲線C）。 這比較清楚地表明，TOA +作為助推器引起au-pamam-c60nps內(nèi)氧化還原活性，從而對可逆的氧化還原峰進(jìn)行了觀察。進(jìn)一步探討電子轉(zhuǎn)移的可逆性的過程，在不同的傳感器制作的簡歷掃描速率進(jìn)行檢測，在PBS（pH 7.4），如圖所示4B表明所制備的電化學(xué)反應(yīng)電極是一種擴(kuò)散控制的電化學(xué)過程。,方案二：,1.電化學(xué)反應(yīng)的可能機(jī)制 2.（b）ESP映射C60（a）和C60（b） （最大值和最小值的ESP是由紅色和藍(lán)色，分別標(biāo)記） 3.（c）的HOMO C60（A）和C60（B）,作為實驗結(jié)果支持圖4，可能電化學(xué)機(jī)理是當(dāng)方

13、案2(a)所示。TOA +不存在，C60分子的電子云是均勻的分布和難極化，因此C60很難降低在電位范圍內(nèi)沒有發(fā)現(xiàn)氧化還原峰。令人鼓舞的是，當(dāng)一個存在大量正電荷，TOA +吸附在C60表面，使C60的電子云分布不均勻，容易極化。CV掃描從0.45到0.3 V后TOA +能作為一個助推器激發(fā)C60內(nèi)氧化還原活性這樣一對可逆的氧化還原峰。在計算的基礎(chǔ)上研究，我們可以得出結(jié)論，我們假定的電化學(xué)機(jī)制是合理的。該免疫傳感器的性能分析。以調(diào)查的靈敏度和定量范圍提出了免疫，免疫傳感器方法用不同濃度的EPO在0.1 M PBS DPV技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)溶液（pH7.4）?？梢钥闯觯▓D5A）的DPV響應(yīng)c.圖5。DPV響應(yīng)

14、（A）和（B）的校準(zhǔn)曲線,該傳感器與不同濃度培養(yǎng)后促紅細(xì)胞生成素標(biāo)準(zhǔn)溶液。 傳感器隨濃度的增加促紅細(xì)胞生成素。圖5b，校正曲線具有良好的線性電流和對數(shù)的值之間的關(guān)系促紅細(xì)胞生成素的濃度范圍從0.01到80毫升的1個MIU相關(guān)系數(shù)0.996?；貧w方程為0.681 LG CePO + 2.113與0.0027廟的檢測限1在3毫升（其中是空白的標(biāo)準(zhǔn)偏差信號，20）。 結(jié)果表明，建議傳感器可用于檢測EPO定量。特異性，穩(wěn)定性和可重復(fù)性免疫傳感器特異性是一個重要因素抗原抗體結(jié)合。潛在的干擾物質(zhì)在血清中，如免疫球蛋白（抗體），人血清白蛋白（HSA），血小板衍生生長因子（PDGF），被用來評估所提出的特異性

15、免疫傳感器。,圖6。（一）免疫傳感器的選擇性：IgG（80 nm），人血清白蛋白（80 nm），血小板衍生生長因子（80 nm），促紅細(xì)胞生成素（40 MIU毫升1）和混合。（乙）0周，1周和2周的免疫傳感器的穩(wěn)定性。在目前獲得的空白相比試驗。 然而，一個戲劇性的增加被發(fā)現(xiàn)在目標(biāo)EPO的存在。即IgGHSA，和PDGF共存與EPO，DPV響應(yīng)幾乎是相同的與促紅細(xì)胞生成素的孤獨(dú)。這些結(jié)果表明高促紅細(xì)胞生成素的特異性檢測。 如圖圖6b，沒有明顯的變化是在第一次發(fā)現(xiàn)本周和響應(yīng)變化不到8.2%電流。保存2周后，它保持了86.3%最初的反應(yīng)，這意味著該免疫傳感器可接受的穩(wěn)定性。 通過分析EPO使用五同樣的評價免疫傳感器在相同條件下，所有的電極顯示近似的電化學(xué)響應(yīng)，RSD獲得了6.2%。 實驗結(jié)果表明制備的免疫傳感器保持電位的定量測定EPO具有理想的可重復(fù)性。 應(yīng)用:方法（酶聯(lián)免疫吸附法）。從表1可以看出