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Jun 17, 2023

이중 양자점 용해 기반의 새로운 전기화학 PMI 마커 바이오센서

Scientific Reports 12권, 기사 번호: 8815(2022) 이 기사 인용 1553 Accesses 2 Altmetric Metrics 세부 정보 새롭고 간편한 사후 간격(PMI) 바이오센서는 다음을 사용하여 제작되었습니다.

Scientific Reports 12권, 기사 번호: 8815(2022) 이 기사 인용

1553 액세스

2 알트메트릭

측정항목 세부정보

새롭고 손쉬운 사후 간격(PMI) 바이오센서는 글리세르알데히드 3-인산염 탈수소효소(GAPDH) 바이오마커를 검출하기 위한 이중 라벨 전략을 사용하여 제작되었습니다. 단일클론 항-GAPDH 항체는 시스테아민 그래핀 산화물(Cys-GO) 자가 조립 단층의 카드뮴 셀레나이드 양자점(CdSe QD)을 포함하는 표면 라벨에 고정되었습니다. GAPDH와 결합하기 위한 신호 표지로 포도당 산화효소(GOx)를 사용했습니다. GAPDH 인식은 GAPDH 결합 GOx 촉매 β-글루코스 산화를 통해 생성된 과산화수소에 의한 표면 부착 CdSe QD의 용해를 통해 달성되었습니다. 감도를 향상시키기 위해 유리 GAPDH와 접합 GAPDH 사이에 항-GAPDH 항체의 활성 부위에 대한 경쟁적 상호작용이 도입되었습니다. CdSe 용해로 인한 전기화학적 반응은 유리 GAPDH의 농도에 비례하여 감소했습니다. 검출 한계, 선형 동적 범위, 표적 선택성, 시스템 안정성 및 실제 샘플 분석에 대한 적용 가능성을 포함하여 면역센서의 분석 특성을 결정하기 위해 시차 펄스 볼타메트리를 수행했습니다.

사후 간격(PMI)은 사람이 사망한 이후 경과된 시간입니다. PMI 추정은 일반적으로 livor, algor, mortis 등의 일반 기법을 사용하여 수행됩니다. 그러나 PMI의 정확한 추정은 사망 원인과 시점을 규명하는 데 중요한 증거를 제공할 수 있기 때문에 필수적이다. 불행하게도 PMI의 정확한 결정은 매우 어렵고 많은 의학적/과학적 기술과 긴 처리 시간이 필요합니다. 따라서 PMI 검출을 위한 간단하고 신속한 방법을 개발하는 것이 시급합니다. 글리세르알데히드 3-인산탈수소효소(GAPDH)는 타액과 신장에서 발견되는 단백질로1, 사망 후 시간이 지남에 따라 그 농도가 감소합니다2. 이러한 GAPDH 단백질의 특성은 PMI 바이오센서 시스템 개발에 적합한 단백질 바이오마커로 활용될 수 있다.

화학발광4, 표면 플라스몬 공명5, 석영 결정 마이크로밸런스6, 전기화학적 감지 기술7과 같은 항체-항원 상호작용(면역센서)3과 관련된 바이오센서 시스템에서 다양한 검출 방법이 사용되었습니다. 그 중 전기화학적 면역센서는 센서의 높은 민감도와 선택성으로 인해 큰 주목을 받고 있다8, 9. 또한 전기화학적 면역센서는 저렴하고, 측정이 쉽고, 반응 속도가 빠르며, 단백질 바이오마커 검출에 장점이 있다. 현장 진료 애플리케이션에 대한 적합성10,11,12. 그러나 PMI 검출을 위한 전기화학적 면역센서의 개발은 거의 이루어지지 않았다2. 본 연구에서는 나노물질을 사용하여 센서 표면적을 증가시킴으로써 GAPDH 바이오마커를 검출하는 고감도 전기화학적 면역센서를 개발했습니다. PMI 면역센서는 산화 그래핀(GO)을 함유한 시스테아민의 자기 조립 단층(SAM)에 부착된 카드뮴 셀레나이드(CdSe) 양자점(QD)에 대한 단클론 GAPDH 항체를 고정하여 제조되었습니다. GAPDH 인식은 포도당 산화효소(GOx)가 촉매하는 β-포도당 산화에 의해 생성된 과산화수소에서 CdSe QD의 용해를 통해 달성되었습니다. GOx는 글루타르알데히드 가교결합을 통해 GAPDH 단백질에 접합된 효소 표지로 사용되었습니다. 감도를 향상시키면서 GAPDH-GOx 접합체와 유리 GAPDH 사이에 항-GAPDH18의 활성 부위를 갖는 경쟁적 상호작용이 도입되었습니다. CdSe 용해로 인한 현재 반응은 증가된 free-GAPDH 농도에 비례하여 감소했습니다. 따라서, 이 전략을 통해 자유 GAPDH를 정량화할 수 있었고, 검출 한계, 선형 동적 범위, 표적 선택성, 시스템 안정성 및 적용 가능성을 포함하는 면역센서의 분석 특성을 결정하기 위해 DPV(Differential Pulsed Voltammetry)를 수행했습니다. 실제 샘플 분석19.