ナノ粒子ベースの3次元膜を用いたインペディメトリックバイオセンサーの開発

Nanoparticle-based 3D membrane for impedimetric biosensor applications.

• Lu Cao
• Janice Kiely
• Martina Piano
• Richard Luxton

抄録

本論文では、ナノZnO/CuO膜とナノZnOニトロセルロース膜を用いたバイオセンサーの比較を行った。ナノZnO/CuO膜を作製するために、1% (w/v) ZnOと1% (w/v) CuOのナノ結晶コロイド懸濁液を1:2の体積比で超音波処理しました。膜を走査型電子顕微鏡とエネルギー分散分光法で分析したところ、膜中のナノ粒子の分布が段階的に変化していることがわかった。インピーダンス分光法では、超音波処理により出力信号が2倍以上に増強されることが実証された。100Hzの周波数でのインピーダンス位相値の変化は、C反応性タンパク質（CRP）の用量依存性応答を確立するために使用されました。1%(w/v)ナノZnOでは27pg/mL、1%(w/v)ナノZnO/CuOニトロセルロース膜バイオセンサーでは16pg/mLの検出限界が実証された。

This paper reports on a comparison between nano-ZnO/CuO and nano-ZnO nitrocellulose membrane biosensors, both of which were fabricated using a simple and inexpensive sonication technique. To produce the nano-ZnO/CuO membranes, the technique involved sonication of 1% (w/v) ZnO and 1% (w/v) CuO nano-crystal colloidal suspensions, with a volume ratio of 1:2. The membranes were analysed by scanning electron microscopy and energy-dispersive spectroscopy, which showed the gradated distribution of nanoparticles in the membrane. Impedance spectroscopy demonstrated that the sonication resulted in a greater than two-fold enhancement of the output signal. Changes in impedance phase values, at a frequency of 100 Hz, were used to establish dose dependent responses for C-reactive protein (CRP). Limits of detection of 27 pg/mL for the 1% (w/v) nano-ZnO and 16 pg/mL for the 1% (w/v) nano-ZnO/CuO nitrocellulose membrane biosensors were demonstrated.

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