第一作者：Yanli Zhou
通訊作者：Yanli Zhou，Qiaoxia Li，Maotian Xu
通訊單位：商丘師范學(xué)院，上海電力大學(xué)
研究?jī)?nèi)容：
干擾素-γ (IFN-γ)是一種重要的炎癥細(xì)胞因子，其表達(dá)水平與各種疾病的進(jìn)展密切相關(guān)。該研究通過(guò)結(jié)合靶誘導(dǎo)銀納米團(tuán)簇(Ag NCs)的信號(hào)報(bào)告器和適配體的識(shí)別單元，建立了一種靈敏、特異的檢測(cè)IFN-γ的電化學(xué)方法。在生物傳感器的制備中，納米金粒子(AuNPs)被固定在胺端電極表面，為富C修飾適配體的自組裝提供了電化學(xué)界面。然后，該適配體識(shí)別IFN-γ，并與游離適配體雜交。在核酸酶催化DNA雙鏈裂解后，在富C模板中原位生成的Ag NCs被用作檢測(cè)IFN-γ的電化學(xué)指示劑。該方法對(duì)IFN-γ的檢出限為1.7 pg mL-1，該適體傳感器已被證實(shí)可用于評(píng)價(jià)細(xì)胞分泌的IFN-γ。
要點(diǎn)一：
對(duì)于襯底電極，通過(guò)組裝工藝在胺端表面對(duì)Au NPs進(jìn)行了修飾，并利用SEM對(duì)其形貌進(jìn)行了表征，如圖1A和圖1B所示。通過(guò)帶負(fù)電荷的Au NPs與電極表面帶正電荷的氨基之間的靜電作用，得到了直徑為15±2.0 nm的球形Au NPs。因此，高密度的均勻Au NPs具有提高電化學(xué)性能的潛力。此外，從圖1C的TEM圖像可以看出，富C序列的模板形成了Ag NCs。HRTEM中有明顯的晶格結(jié)構(gòu)(圖1D)表現(xiàn)出較高的結(jié)晶度，因此所形成的高純度Ag NCs可作為電化學(xué)探針。
要點(diǎn)二：
為了研究電化分析的逐步制作過(guò)程，作者進(jìn)行了EIS和CVs表征，結(jié)果分別如圖2A和圖2B所示。與裸露的GC電極相比，AuNP/GC電極的電子轉(zhuǎn)移電阻(Ret)顯著降低，表明Au NPs具有良好的導(dǎo)電性能。富C的Apt-SH修飾后，由于[Fe(CN)6]3-/4-探針與帶負(fù)電荷的DNA序列之間的排斥作用，Ret值顯著增加。當(dāng)電極被MCH密封時(shí)，由于自組裝層的阻抗作用，電極的Ret值進(jìn)一步增大。最后，在富C模板中，Ag NCs的原位生成表現(xiàn)為電阻的顯著增加。這些變化驗(yàn)證了電化學(xué)生物傳感界面的有效性。為了評(píng)估富含C的Apt-SH在Au NPs/GCE上的表面密度，作者使用[Ru(NH3)6]3+作為探針?lè)肿舆M(jìn)行了時(shí)電量測(cè)量，如圖2C所示。此外，采用高效液相色譜(HPLC)分析來(lái)確定深空網(wǎng)絡(luò)的活性。如圖2D所示，深孔網(wǎng)酶在250 nm紫外光。未加入DSN的情況下，約8 min就能成功檢測(cè)到dsDNA。酶解DSN 0.5 h后，可以清楚地觀察到，在8 min時(shí)吸收明顯減弱，在11 min時(shí)出現(xiàn)了新的吸收，說(shuō)明DSN的消化效率很高。作者對(duì)不同濃度的IFN-γ標(biāo)準(zhǔn)樣品的靈敏度和定量范圍進(jìn)行了監(jiān)測(cè)。從圖3A可以看出，銀氧化的LSV峰值電流隨著IFN-γ濃度的增加而增加。由圖3B可以看出，IFN-γ濃度可分為兩段，分別與0.07 V時(shí)的峰值電流值呈良好的線性相關(guān)關(guān)系。
圖1：(a) (b)電極表面Au NPs的SEM圖。(c) (d)原位合成的Ag NCs的TEM和HRTEM圖。
圖2: (A) 不同材料的阻抗圖曲線圖。(B)不同材料的CV曲線。(C) Au NPs/GCE在含50 mM [Ru(NH3)6]3+的10 mM Tris-HCl緩沖液中，(1)存在和不存在(2)富C的Apt-SH時(shí)庫(kù)侖曲線。(D) dsDNA的DSN消化過(guò)程的色譜圖。
圖3：(A) 電化學(xué)法檢測(cè)不同濃度IFN-γ的LSV曲線。(B) 峰值電流與IFN-γ濃度的關(guān)系。
參考文獻(xiàn)
Y. Zhou, J. Liu, H. Dong, Z. Liu, L. Wang, Q. Li, J. Ren, Y. Zhang, M. Xu, Target-induced silver nanocluster generation for highly sensitive electrochemical aptasensor towards cell-secreted interferon-γ, Biosens. Bioelectron., 203 (2022) 114042.
