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Jun 17, 2023

Nuovo biosensore marcatore PMI elettrochimico basato sulla dissoluzione dei punti quantici utilizzando un doppio

Scientific Reports volume 12, numero articolo: 8815 (2022) Cita questo articolo 1553 Accessi 2 Dettagli sulle metriche alternative Un nuovo e facile biosensore per l'intervallo post-mortem (PMI) è stato fabbricato utilizzando un

Rapporti scientifici volume 12, numero articolo: 8815 (2022) Citare questo articolo

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Un nuovo e facile biosensore dell'intervallo post-mortem (PMI) è stato fabbricato utilizzando una strategia a doppia etichetta per rilevare il biomarcatore della gliceraldeide 3-fosfato deidrogenasi (GAPDH). Un anticorpo monoclonale anti-GAPDH è stato immobilizzato su un'etichetta superficiale contenente punti quantici di seleniuro di cadmio (CdSe QD) su un monostrato autoassemblato di ossido di grafene di cisteamina (Cys-GO). La glucosio ossidasi (GOx) è stata utilizzata come etichetta segnale per coniugarsi con GAPDH. Il riconoscimento GAPDH è stato ottenuto attraverso la dissoluzione dei QD CdSe attaccati alla superficie mediante perossido di idrogeno generato attraverso l'ossidazione del β-glucosio catalizzata da GOx coniugato con GAPDH. Per migliorare la sensibilità, è stata introdotta un'interazione competitiva tra GAPDH libero e coniugato con il sito attivo dell'anticorpo anti-GAPDH. La risposta elettrochimica dovuta alla dissoluzione del CdSe diminuiva proporzionalmente alla concentrazione di GAPDH libero. È stata condotta una voltammetria pulsata differenziale per determinare le caratteristiche analitiche dell'immunosensore, inclusi il limite di rilevamento, l'intervallo dinamico lineare, la selettività del target, la stabilità del sistema e l'applicabilità all'analisi di campioni reali.

L'intervallo post mortem (PMI) è il tempo trascorso da quando una persona è morta. La stima del PMI è generalmente condotta mediante tecniche semplici, tra cui livor, algor e rigor mortis. Tuttavia, una stima accurata del PMI è essenziale perché può fornire prove importanti per l’indagine sulla causa e sull’ora della morte. Sfortunatamente, la determinazione accurata del PMI è molto difficile e richiede molte tecniche medico-scientifiche e lunghi tempi di elaborazione. Pertanto, esiste l’urgente necessità di sviluppare un metodo semplice e rapido per il rilevamento delle PMI. La gliceraldeide 3-fosfato deidrogenasi (GAPDH) è una proteina che si trova nella saliva e nei reni1 e la sua concentrazione diminuisce con il tempo dopo la morte2. Questa caratteristica della proteina GAPDH può essere utilizzata come biomarcatore proteico adatto per lo sviluppo di un sistema biosensore PMI.

Vari metodi di rilevamento sono stati utilizzati nei sistemi di biosensori che coinvolgono l'interazione anticorpo-antigene (immunosensori)3, come la chemiluminescenza4, la risonanza plasmonica superficiale5, la microbilancia a cristalli di quarzo6 e le tecniche di rilevamento elettrochimico7. Tra questi, l'uso di un immunosensore elettrochimico ha attirato un'attenzione significativa a causa dell'elevata sensibilità e selettività del sensore8, 9. Inoltre, gli immunosensori elettrochimici hanno mostrato vantaggi per il rilevamento di biomarcatori proteici grazie al loro basso costo, alla facile misurazione, alla risposta rapida e idoneità per applicazioni point-of-care10,11,12. Tuttavia, lo sviluppo di un immunosensore elettrochimico per il rilevamento del PMI è stato condotto raramente2. Utilizzando nanomateriali per aumentare la superficie del sensore, questo studio ha sviluppato un immunosensore elettrochimico altamente sensibile per rilevare i biomarcatori GAPDH. L'immunosensore PMI è stato prodotto fissando un anticorpo monoclonale GAPDH contro i punti quantici (QD) di seleniuro di cadmio (CdSe), che erano attaccati al monostrato autoassemblato (SAM) di cisteamina contenente ossido di grafene (GO). Il riconoscimento GAPDH è stato ottenuto attraverso la dissoluzione dei QD CdSe nel perossido di idrogeno13,14,15 generato dall'ossidazione del β-glucosio catalizzata dalla glucosio ossidasi (GOx)16. GOx è stato utilizzato come etichetta enzimatica coniugata alla proteina GAPDH attraverso la reticolazione con glutaraldeide17. migliorando la sensibilità, è stata introdotta un'interazione competitiva tra i coniugati GAPDH-GOx e GAPDH libero con il sito attivo dell'anti-GAPDH18. L'attuale reazione dovuta alla dissoluzione del CdSe è diminuita proporzionalmente all'aumento della concentrazione di GAPDH libero. Pertanto, è stato possibile quantificare il GAPDH libero con questa strategia ed è stata condotta una voltammetria pulsata differenziale (DPV) per determinare le caratteristiche analitiche di un immunosensore, inclusi il limite di rilevamento, l'intervallo dinamico lineare, la selettività del target, la stabilità del sistema e l'applicabilità verso l'analisi di campioni reali19.