Abstract
In spite of the promising applications of aptamers in the bioassays, the development of aptamer-based electrochemical biosensors with the improved limit of detection has remained a great challenge. A strategy for the amplification of signal, based on application of nanostructures as platforms for the construction of an electrochemical adenosine triphosphate (ATP) aptasensor, is introduced in the present manuscript. A sandwich assay is designed by immobilizing a fragment of aptamer on a nanoporous gold electrode (NPGE) and its association to second fragment in the presence of ATP. Consequently, 3, 4-diaminobenzoic acid (DABA), as a molecular reporter, is covalently attached to the amine-label of the second fragment, and the direct oxidation signal of DABA is followed as the analytical signal. The sensor can detect the concentrations of ATP as low as submicromolar scales. Furthermore, 3.2% decrease in signal is observed by keeping the aptasensor at 4 °C for a week in buffer solution, implying a desirable stability. Moreover, analog nucleotides, including GTP, UTP and CTP, do not show serious interferences and this sensor easily detects its target in deproteinized human blood plasma
چکیده
با وجود برنامه های کاربردی امیدوار کننده از آپتامرها در زیست سنجی، توسعه حسگرهای زیستی الکتروشیمیایی مبتنی بر آپتامر با حد تشخیص بهبود یافته به عنوان یک چالش بزرگ باقی مانده است. یک استراتژی برای تقویت سیگنال، مبتنی بر استفاده از نانوساختارها به عنوان سیستم عامل برای ساخت یک حسگر آپتامر الکتروشیمیایی آدنوزین تری فسفات(ATP) ، در این مقاله معرفی شده است. روش ساندویچ توسط تثبیت یک قطعه از آپتامر در یک الکترود نانومتخلخل طلا (NPGE) و ارتباط آن به قطعه دوم در حضور ATP طراحی شده است. در نتیجه، 3، 4-دی آمینو بنزوئیک اسید (DABA) به عنوان گزارشگر مولکولی، به صورت کووالان به برچسب آمین قطعه دوم متصل شده و سیگنال اکسیداسیون مستقیم DABA به عنوان سیگنال تحلیلی است. این حسگر میتواند غلظت ATP را در مقیاس زیر میکرومولار تشخیص دهد. علاوه براین، 3.2٪ کاهش در سیگنال با نگه داشتن حسگر آپتامر در 4 °C به مدت یک هفته در محلول بافر، دلالت بر یک پایداری مطلوب مشاهده شده است. علاوه بر این، نوکلئوتیدهای مشابه، از جمله GTP،UTP و CTP، مزاحمتهای جدی نشان نمیدهد و این حسگر به آسانی هدف آن را در پلاسمای خون انسان پروتئین زدایی شده راتشخیص میدهد.
1-مقدمه
در حال حاضر طیف گسترده ای از مواد در مقیاس نانو با اندازه ها ، اشکال و ساختارهای مختلف در دسترس هستند. اندازه کوچک و شگفت آور و خواص مطلوب نانومواد، آنها را ابزار بسیار جذابی برای بررسی در زمینه های مختلف علوم کرده است. آنها نقش مهمی در ساخت و ساز مواد زیستی با عملکرد بالا برای تشخیص مولکول هدف با استفاده از روش های مختلف تحلیلی بازی میکنند. با توجه به خواص برجسته مانند مساحت سطح بالا، ساختار متخلخل مرتب، هدایت بسیار عالی، سازگاری زیستی، پایداری شیمیایی و حرارتی، مقاومت مکانیکی و ایمنی سمی، مواد نانومتخلخل طلا بستر جذابی برای جذب و یا تثبیت ترکیبات زیستی در فضاهای محدود در مقیاس نانو میباشد [2-4]. آنها برای کاتالیز [5]، ذخیره سازی انرژی [6]، سنجش آنزیمی [7،8] و توسعه حسگرهای زیستی [9،10] استفاده شده اند...