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Jun 17, 2023

二重エネルギーを使用した量子ドット溶解に基づく新しい電気化学 PMI マーカー バイオセンサー

Scientific Reports volume 12、記事番号: 8815 (2022) この記事を引用 1553 アクセス 2 Altmetric Metrics の詳細 新規で簡単な死後間隔 (PMI) バイオセンサーは、

Scientific Reports volume 12、記事番号: 8815 (2022) この記事を引用

1553 アクセス

2 オルトメトリック

メトリクスの詳細

グリセルアルデヒド 3-リン酸デヒドロゲナーゼ (GAPDH) バイオマーカーを検出するための二重標識戦略を使用して、新規で簡単な死後間隔 (PMI) バイオセンサーを作製しました。 モノクローナル抗 GAPDH 抗体は、システアミン酸化グラフェン (Cys-GO) 自己組織化単層上のセレン化カドミウム量子ドット (CdSe QD) を含む表面ラベルに固定化されました。 グルコースオキシダーゼ (GOx) をシグナル標識として使用し、GAPDH と結合させました。 GAPDH の認識は、GAPDH 結合 GOx 触媒による β-グルコース酸化によって生成される過酸化水素による、表面に付着した CdSe QD の溶解によって達成されました。 感度を高めるために、抗 GAPDH 抗体の活性部位に対して遊離 GAPDH と結合 GAPDH の間に競合的相互作用が導入されました。 CdSe の溶解による電気化学的応答は、遊離 GAPDH の濃度に比例して減少しました。 ディファレンシャルパルスボルタンメトリーは、検出限界、線形ダイナミックレンジ、ターゲット選択性、システムの安定性、実際のサンプルの分析への適用性など、免疫センサーの分析特性を決定するために実施されました。

死後間隔 (PMI) は、人が亡くなってから経過した時間です。 PMI の推定は通常、ライブバー、アルゴリズム、死後硬直などの単純な手法で行われます。 ただし、PMI の正確な推定は、死亡原因と死亡時刻の調査に重要な証拠を提供する可能性があるため、不可欠です。 残念ながら、PMI を正確に決定することは非常に難しく、多くの医学/科学技術と長い処理時間を必要とします。 したがって、PMI を検出するための簡単かつ迅速な方法を開発することが急務となっています。 グリセルアルデヒド 3-リン酸デヒドロゲナーゼ (GAPDH) は、唾液や腎臓に含まれるタンパク質 1 であり、その濃度は死後時間の経過とともに減少します 2。 GAPDH タンパク質のこの特性は、PMI バイオセンサー システムを開発するための適切なタンパク質バイオマーカーとして利用できます。

抗体抗原相互作用を伴うバイオセンサーシステム (免疫センサー) 3 では、化学発光 4、表面プラズモン共鳴 5、水晶微量天秤 6、電気化学センシング技術 7 など、さまざまな検出方法が使用されています。 中でも、電気化学免疫センサーの使用は、センサーの感度と選択性が高いため、大きな注目を集めています8,9。また、電気化学免疫センサーは、低コスト、測定が容易、応答が速いため、タンパク質バイオマーカーの検出に利点を示しています。ポイントオブケアアプリケーションへの適合性10、11、12。 しかし、PMI 検出のための電気化学的免疫センサーの開発はほとんど行われていません 2。 この研究では、ナノマテリアルを使用してセンサー表面積を増やすことにより、GAPDH バイオマーカーを検出する高感度の電気化学免疫センサーを開発しました。 PMI免疫センサーは、セレン化カドミウム（CdSe）量子ドット（QD）に対するモノクローナルGAPDH抗体を固定し、酸化グラフェン（GO）を含むシステアミンの自己組織化単層（SAM）に付着させて製造した。 GAPDH の認識は、グルコースオキシダーゼ (GOx) 触媒による β-グルコース酸化 16 によって生成される過酸化水素 13、14、15 への CdSe QD の溶解を通じて達成されました。 GOx は、グルタルアルデヒド架橋によって GAPDH タンパク質に結合する酵素標識として使用されました 17。 感度を高めることで、GAPDH-GOx コンジュゲートと遊離 GAPDH と抗 GAPDH18 の活性部位との間に競合的相互作用が導入されました。 CdSe の溶解による電流反応は、遊離 GAPDH 濃度の増加に比例して減少しました。 したがって、この戦略を使用して遊離 GAPDH を定量することが可能であり、検出限界、線形ダイナミック レンジ、ターゲット選択性、システムの安定性、および免疫センサーの適用性を含む免疫センサーの分析特性を決定するために示差パルス ボルタンメトリー (DPV) が実施されました。実際のサンプルの分析19.