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伊朗大不里士大學的Abdolhosein Naseri和 Balal Khalilzadeh課題組--使用還原氧化石墨烯/殼聚糖的納米生物相容性平臺超靈敏檢測HER-2蛋白用于診斷乳腺癌
       背景:在這種無標記的生物測定中,使用HER-2蛋白作為轉移性生物標志物開發了電化學發光(ECL)免疫傳感器用于對乳腺癌的定量分析。
方法:為了達到此目的,將ECL發射器[Ru(bpy)3]2+嵌入到生物相容性殼聚糖(CS)聚合物中。由于人表皮生長因子受體2(HER-2)蛋白的消耗,制備的生物復合物提供高ECL讀數。還原的氧化石墨烯(rGO)用作基底以增加信號穩定性并實現更高的靈敏度。為此,最初通過循環伏安法(CV)法將rGO固定在玻碳電極(GCE)表面上。接下來,將制備的CS/[Ru(bpy)3]2+聚合物溶液涂覆在電極上,使得CS的胺基和rGO的羧基可以共價結合。使用EDC/NHS的共價結合方式,將HER-2的單克隆抗體(Abs)通過Ab分子的羧基和CS的胺基之間的酰胺鍵與CS/[Ru(bpy)3]2+/rGO/GCE結合。使用不同的電化學技術如電化學阻抗譜(EIS),差分脈沖伏安法(DPV)和方波伏安法(SWV)以及ECL測試來研究電極的電化學行為。
結果:通過所有優化步驟后,HER-2蛋白的檢測下限(LLOQ)和線性動態范圍(LDR)實際上分別為1 fM和1 fM至1 nM。重要的是,分別表征了實驗室內和實驗室間的精密度,得到的合適的相對標準偏差(RSD)分別為3.1%和3.5%。
結論:作為概念驗證,設計的免疫傳感器有望應用于乳腺癌患者HER-2蛋白的定量。因此,設計的基于ECL的免疫傳感器可作為生物醫學實驗室中的常規測試方法,用于早期檢測生物體液中的HER-2蛋白。
 
 
圖1. 還原氧化石墨烯對ECL信號強度的影響(a)在相同的CS:[Ru(bpy)3]2+混合液中有無還原氧化石墨烯的三個連續的ECL信號。(b)平均ECL強度對應的直方圖。
 
 
圖2. 電極制備步驟。(a)裸玻碳電極、玻碳+rGO-CS-Ru、玻碳+ rGO-CS-Ru+Ab、玻碳+ rGO-CS-Ru+Ab+HER-2等四種電極的三個連續的ECL信號圖。(b)對應的平均ECL強度的直方圖。
 

圖 3. 在200、500和1000 nm尺度下,裸電極(a,b,c)和rGO (d,e,f)修飾的電極的SEM圖。
 
       相關研究成果于2021年由伊朗大不里士大學的Abdolhosein Naseri和 Balal Khalilzadeh課題組,共同發表在Cancer Nanotechnology(doi:10.1186/s12645-021-00082-y)上。原文:Ultrasensitive bioassaying of HER-2 protein for diagnosis of breast cancer using reduced graphene oxide/chitosan as nanobiocompatible platform。

轉自《石墨烯雜志》公眾號

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