Au-rGO-CuSを信号増幅素子として用いたトロンビン用光電気化学的アプタセンサ。

Photoelectrochemical aptasensor for thrombin based on Au-rGO-CuS as signal amplification elements.

• Lina Zou
• Lingxi Yang
• Yi Zhan
• Di Huang
• Baoxian Ye

抄録

Au-rGO-CuSを多重信号増幅素子として用いたトロンビン定量のための光電気化学プラットフォームを開発した。CuInS QDsを用いてバリ型TiO(b-TiO)を増感し、強い光電流を得ることができた。アプタマーとトロンビンの特異的な認識下では、サンドイッチ状の構造が形成され、電極表面にアプタマー(S2@Au-rGO-CuS)が固定化された。これにより、光電流が急激に減少しました。この現象は、主にCuS NPがCuInS/b-TiOと競合的に光エネルギーと電子供与体を消費することに起因している。rGOは、CuS NPの量を増加させることができ、Au NPは、さらにCuSの競争力を高めるために、CuSの光生成電子と正孔の再結合を減少させる電荷移動を促進することができます。このサンドウィッチ状構造は、光電子と正孔の再結合を抑制し、CuSの競争力をさらに向上させることが可能である。したがって、S2@Au-rGO-CuSはトロンビン決定のための多重信号増幅機能を有している。その結果、PECアプタセンサはトロンビンの検出限界が30"Zs_A0"fM(S/N"Zs_A0"=3)と低く、0.1"Zs_A0"pMから10"Zs_A0"nMまでの広い直線的な濃度範囲を示しました。また、設計されたアプタセンサは、ヒト血清サンプルの測定においても良好な性能を示し、実際のサンプル中のトロンビンの測定に適した可能性を示した。グラフィカルアブストラクト。

A photoelectrochemical platform for thrombin determination was developed based on Au-rGO-CuS as multiple signal amplification elements. CuInS QDs was used to sensitize burr-shape TiO (b-TiO) to obtain a strong photocurrent. Under the specific recognition between aptamer and thrombin, a sandwichlike structure was formed and the Au-rGO-CuS-labeled aptamer (S2@Au-rGO-CuS) was immobilized on the electrode surface. This induced a sharp decrease in photocurrent. The phenomenon is mainly due to the fact that CuS NPs can competitively consume the light energy and electron donor with CuInS/b-TiO. The rGO can increase the amount of CuS NPs and the Au NPs can accelerate charge transferring which depress the recombination of photogenerated electrons and holes in CuS to further enhance the competitive capacity of CuS. The sandwichlike structure has a steric hindrance effect. Therefore, the S2@Au-rGO-CuS has a multiple signal amplification function for thrombin determination. Under optimal conditions, the PEC aptasensor exhibited a wide linear concentration range from 0.1 pM to 10 nM with a low detection limit of 30 fM (S/N = 3) for thrombin. Besides, the designed aptasensor performed well in the assay of human serum sample, indicating good potential for the determination of thrombin in real samples. Graphical abstract.