通过氧等离子体对印碳电极的表面修改,以提高生物传感器灵敏度
Shuto Osaki1, Masato Saito1,2, Hidenori Nagai1
1AIST-Osaka University Advanced Photonics and Biosensing Open Innovation Laboratory, National Institute of Advanced Industrial Science and Technology, Photonics Center, Osaka University, 2-1 Yamadaoka, Suita 565-0871, Osaka, Japan.
Biosensors
|April 26, 2024
概括
氧气等离子处理通过创建碳基组来增强生物传感器的屏幕打印碳电极 (SPCE). 这改善了抗体固定,显著提高了灵敏度,并降低了点检测测试 (POCT) 应用的检测极限.
科学领域:
- 电化学 电化学 电化学
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 生物传感器技术技术
背景情况:
- 屏幕打印碳电极 (SPCE) 是具有成本效益的,广泛用于临床检测 (POCT) 生物传感器.
- 修改化学稳定的碳表面以提高生物传感性能是一个重大挑战.
- 氧等离子体 (O2) 处理提供了一种功能化碳表面的潜在方法,以改善生物分子固定.
研究的目的:
- 为了研究O2等离子体处理对生物传感器应用中的SPCEs的电化学影响.
- 为了比较共价抗体结合与物理吸附在等离子体处理和裸体电极上的疗效.
- 通过了解等离子体诱导的表面修饰来优化免疫传感器的性能.
主要方法:
- 四种SPCE修饰策略的比较:O2等离子体处理/共价抗体,O2等离子体处理/物理抗体,裸体/共价抗体和裸体/物理抗体.
- 使用一种基于金纳米粒子 (AuNPs) 的新型免疫传感器.
- 电化学特性和性能评估,包括检测极限 (LOD) 和线性响应范围的灵敏度.
主要成果:
- 氧2等离子处理在SPCE表面产生了碳素基,通过静电相互作用改变了电化学特性.
- 具有共价抗体结合 (a) 的O2等离子体处理电极表现出最低的LOD (0.50 ng/mL) 和最高的灵敏度 (斜率为0.039).
- 案例 (a) 显示了LOD的2.4倍改善,相比于在裸体电极 (d) 上的传统物理吸附,显示出显著增强的抗体修饰.
结论:
- 氧2等离子处理是一种有效的方法来修改SPCE表面条件,增加碳素基团密度.
- 这种表面修改显著提高了抗体固定效率和整体免疫传感器性能.
- 氧2等离子处理提供了一种简单而有前途的方法,用于将印刷碳电极与各种分子识别元件功能化,用于先进的生物传感.
