Электрохимический иммуносенсор на основе наночастиц золота для определения овальбумина в иммунобиологических препаратах

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Разработан вольтамперометрический иммуносенсор типа сэндвич на основе конъюгатов наночастиц золота (НЧ Au) и специфических иммуноглобулинов (IgG) против овальбумина (IgG@НЧAu) для определения овальбумина в некоторых иммунобиологических препаратах. Конъюгат IgG@НЧAu синтезировали методом пассивной адсорбции. В качестве субстратной электродной подложки для иммобилизации рецепторного слоя специфических иммуноглобулинов использовали углеродсодержащий планарный печатный электрод, модифицированный восстановленным лазером оксидом графена. Для усиления сигнала НЧ Au рассмотрена возможность каталитического восстановления нитрата серебра смесью восстановителей – лимонной кислоты и метола. Подобраны условия вольтамперометрической регистрации электрохимического сигнала серебра на иммуносенсоре, который успешно апробирован при определении остатков овальбумина в некоторых иммунобиологических лекарственных препаратах. В качестве метода сравнения использовали твердофазный иммуноферментный анализ.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Е. В. Дорожко

Национальный исследовательский Томский политехнический университет

Автор, ответственный за переписку.
Email: evd@tpu.ru
Россия, 634050, Томск, просп. Ленина, 30

А. Н. Соломоненко

Национальный исследовательский Томский политехнический университет

Email: evd@tpu.ru
Россия, 634050, Томск, просп. Ленина, 30

М. Сакиб

Национальный исследовательский Томский политехнический университет

Email: evd@tpu.ru
Россия, 634050, Томск, просп. Ленина, 30

В. О. Семин

Институт физики прочности и материаловедения Cибирского отделения РАН

Email: evd@tpu.ru
Россия, 634055, Томск, просп. Академический, 2/4

Список литературы

  1. Yamamoto T., Juneja L. R., Hatta H., Kim M. Hen Eggs: Basic and Applied Science. CRC Press, 1996. 216 p.
  2. Edevag G., Eriksson M., Granström M. The development and standardization of an ELISA for ovalbumin determination in influenza 101 vaccines // J. Biol. Stand. 1986. V. 14. № 3. P. 223. https://doi.org/10.1016/0092-1157(86)90007-7
  3. Давлетбаева Л.Р. Валидация количественных иммуноферментных тест-систем для контроля качества медицинских иммунобиологических препаратов. Дис. ... канд. биол. наук. Уфа: Министерство здравоохранения и социального развития Российской федерации, 2007. 111 с.
  4. Полтавченко А.Г., Полтавченко Д.А., Загоскина Т.Ю. Перспективы использования коллоидного серебра как маркера иммуноанализа // Сибирь-Восток. 2002. Т. 3. № 51. С. 10.
  5. Iglesias-Mayor A., Amor-Gutiérrez O., Costa-García A., de la Escosura-Muñiz A. Nanoparticles as emerging labels in electrochemical immunosensors // Sensors. 2019. V. 19. № 23. Article 5137. https://doi.org/10.3390/s19235137
  6. Beck F., Horn C., Baeumner A. J. Ag nanoparticles outperform Au nanoparticles for the use as label in electrochemical point-of-care sensors // Anal. Bioanal. Chem. 2022. V. 414. P. 475. https://doi.org/10.1007/s00216-021-03288-6
  7. Frens G. Controlled nucleation for the regulation of particle size in monodisperse gold suspensions // Nat. Phys. Sci. 1973. V. 241. № 105. P. 20. https://doi.org/10.1038/physci241020a0
  8. Schwartzbach S. D., Osafune T. Immunoelectron Microscopy: Methods and Protocols. Totowa, NJ: Humana Press, 2010. 351 p.
  9. Rodriguez R.D., Khalelov A., Postnikov P.S., Lipovka A., Dorozhko Е., Amin I., Murastov G.V., Chen J.-J., Sheng W., Trusova M.E., Chehimi M.M., Sheremet E. Beyond graphene oxide: Laser engineering functionalized graphene for flexible electronics // Materials Horizons. 2020. V. 7. № 4. P. 1030. https://doi.org/10.1039/C9MH01950B
  10. Saqib M., Dorozhko E.V., Barek J., Vyskocil V., Korotkova E.I., Shabalina A.V. A laser reduced graphene oxide grid electrode for the voltammetric determination of carbaryl // Molecules. 2021. V. 26. № 16. Atricle 5050. https://doi.org/10.3390/molecules26165050
  11. Rusling J. F. Nanomaterials-based electrochemical immunosensors for proteins // Chemical Record. 2012. V. 12. № 1. P. 164. https://doi.org/10.1002/tcr.201100034
  12. Qin X., Dong Y., Wang M., Zhu Z., Li M., Chen X. et al. C-dots assisted synthesis of gold nanoparticles as labels to catalyze copper deposition for ultrasensitive electrochemical sensing of proteins // Sci. China Chem. 2018. V. 61. P. 476. https://doi.org/10.1007/s11426-017-9204-8
  13. Chen Z.-P., Peng Z.-F., Luo Y., Qu B., Jiang J.-H., Zhang X.-B. et al. Successively amplified electrochemical immunoassay based on biocatalytic deposition of silver nanoparticles and silver enhancement // Biosens. Bioelectron. 2007. V. 23. № 4. P. 485. https://doi.org/10.1016/j.bios.2007.06.005
  14. Zhao C., Wu J., Ju H., Yan F. Multiplexed electrochemical immunoassay using streptavidin/nanogold/carbon nanohorn as a signal tag to induce silver deposition // Anal. Chim. Acta. 2014. V. 847. P. 37. https://doi.org/10.1016/j.aca.2014.07.035
  15. Полтавченко А.Г., Ерш А.В., Крупницкая Ю.А. Выбор системы детекции для мультиплексного дот-иммуноанализа антител // Клиническая лабораторная диагностика. 2016. Т. 61. № 4. С. 229.
  16. ICH Q. R. The international council for harmonisation of technical requirements for pharmaceuticals for human use (ICH). Text and methodology Q. 2022. V. 2.
  17. Экспериандова Л.П., Беликов К.Н., Химченко С.В., Бланк Т.А. Еще раз о пределах обнаружения и определения // Журн. аналит. химии. 2010. Т. 65. №. 3. С. 229. (Eksperiandova L.P., Belikov K.N., Khimchenko S.V., Blank T.A. Once again about determination and detection limits // J. Anal. Chem. 2010. V. 65. P. 223. https://doi.org/10.1134/S1061934810030020)
  18. Dankwardt A., Hock B., Simon R., Freitag D., Kettrup A. Determination of non-extractable triazine residues by enzyme immunoassay: Investigation of model compounds and soil fulvic and humic acids // Environ. Sci. Technol. 1996. V. 30 № 12. P. 3493. https://doi.org/10.1021/es9601604

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Схема электрохимического иммуносенсора для определения овальбумина в вакцинах.

Скачать (178KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Спектры светопоглощения в видимой и УФ-областях в бидистиллированной воде (1) НЧAu (2) и конъюгатов IgG@НЧAu (3).

Скачать (52KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Изображения, полученные методом просвечивающей электронной микроскопии, (а) НЧAu и (б) конъюгатов IgG@НЧAu (контрастирование IgG 2.0%-ным раствором уранил ацетата).

Скачать (173KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Циклические вольтамперограммы (а) НЧAu конъюгатов IgG@НЧAu на углеродсодержащем планарном печатном электроде в 0.1 М растворе фонового электролита HCl–NaCl (1 : 1, по объему), v = 100 мВ/с, до иммобилизации рецепторного слоя (1), после иммобилизации рецепторного слоя (2); (б) циклические вольтамперограммы серебра после проявления на поверхности электрохимического иммуносенсора в разных фоновых электролитах: 1 – 0.05 М HCl–0.05 М раствор NaClO4 (1 : 1), 2 – 0.25 М раствор KNO3–0.5 М HNO3 (1 : 1), объем фонового электролита – 200 мкл.

Скачать (105KB)
Метаданные
6. Рис. 5. (а) Изображение поверхности иммуносенсора, полученное методом скагирующей электронной микроскопии, после каталитического восстановления серебра смесью 0.2%-ной лимонной кислоты и 0.25%-ного метола на НЧAu конъюгатов IgG@НЧAu (режим обратного рассеяния электронов поверхности); (б) спектр ЭДС поверхности иммуносенсора после каталитического восстановления серебра с характерными рентгеновскими линиями C, O, Au и Ag.

Скачать (151KB)
Метаданные
7. Рис. 6. Градуировочная зависимость для определения овальбумина с помощью электрохимического иммуносенсора в диапазоне концентраций от 0.125 до 128 нг/мл (вставка – анодные инверсионные вольтамперограммы окисления серебра).

Скачать (84KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024