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Noninvasive Label-Free Detection of Cortisol and Lactate Using Graphene Embedded Screen-Printed Electrode
Satish K.Tuteja，Connor Ormsby，Suresh Neethirajan*
Nano-Micro Lett. (2018) 10:41
DOI: 10.1007/s40820-018-0193-5
文章轉載自公眾號：nanomicroletters 本文亮點 1 電沉積法制備的二維納米片有效提升了電極的電導率。 2 首次開發了雙偶聯皮質醇-乳酸鹽抗體的石墨烯生物界面，此無標記檢測技術適用于臨床樣品分析。 3 用商用Elisa試劑盒可以很好地兼容和驗證檢測結果，檢測時間低至< 1 min。 內容簡介 近年來，智能可穿戴健康監測設備發展迅速，相比Elisa試劑等商用檢測手段，無創、即時檢測技術對于實現對人體疾病和健康狀況的早期預報具有重要意義。 加拿大Suresh Neethirajan等人用無標記電化學分析方法，開發了一種靈敏的特異的免疫傳感器，用于檢測人或動物生物液體（如汗液和唾液）內的激素皮質醇和乳酸。這種生物傳感器使用生物液體代替血液，更適用于嬰兒、家畜等無創檢測需求。 使用電化學還原氧化石墨烯（e-RGO）修飾絲網印刷電極，其中e-RGO既作為信號放大的平臺，又作為皮質醇和乳酸抗體共價偶聯的模板。在寬檢測范圍內對目標分子的無標記計時電化學檢測結果表明，對皮質醇和乳酸的檢測極限分別達到0.1 ng/mL和0.1 mM。 此外，這種可攜帶、手持式的檢測器，可與藍牙鏈接，與電池電源集成，能滿足即時檢測的需求。此生物免疫傳感器具高靈敏度和特異性、無創、即時檢測等優點，是一種在發達或發展中國家都適用的多功能傳感平臺。 圖文導讀 1 石墨烯修飾絲網印刷電極示意圖 基于e-RGO的抗體免疫傳感器的逐步裝配過程：在PBS中對GO經過連續還原性掃描后通過電化學還原技術在絲網印刷電極上合成e-RGO。采用電化學LSV還原技術（還原電壓掃描范圍從0到-1.4 V）來減少GO母體結構中的羥基，環氧基和其他含氧官能團，并有助于將GO轉化為e-RGO。 2 電沉積e-RGO與絲網印刷電極的集成 SEM研究顯示了在電沉積和e-RGO改性前的絲網印刷電極的顯微圖像。在SEM分析中清楚地看出石墨烯在絲網印刷電極工作區域上的成功電沉積。 并且通過使用AFM和TEM分析進一步研究了在雙絲網印刷電極上的電沉積。對于TEM分析，將沉積材料（e-RGO）小心地從其中一個測試電極分離出來。e-RGO的TEM顯微圖清楚地表明電沉積成功。AFM顯微照片和相應的高度曲線分析表明?2nm的高度對應于3-4個石墨烯層。 3 計時電化學分析 雙工作電極中抗體修飾的e-RGO表面（Ab@e-RGO）已經用于使用計時電流法的皮質醇和乳酸監測。 在計時電流檢測中，隨著抗原濃度的增加，電流強度逐漸下降。已驗證的皮質醇分析范圍為0.1到200 ng（R2?0.98，LOD?0.1 ng），乳酸的分析范圍從0.5到25mM（R2?0.99，LOD?0.110 mM），能夠檢測到的分析物的范圍非常廣泛。 作者簡介 主要研究方向： 生物測量，生物成像，生物和農業系統的納米科學和工程。
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