研究目的
开发一种无标记的表面等离子体共振(SPR)适配体传感器,用于选择性且灵敏地检测氨苄青霉素,并采用电化学技术增强适配体在金芯片上的固定。
研究成果
成功开发了一种用于氨苄青霉素检测的新型表面等离子体共振(SPR)适配体传感器,通过电化学方法增强适配体固定效果。该传感器在2.5-1000微摩尔/升范围内呈现线性检测,最低检测限为1微摩尔/升,对干扰物具有高选择性,并适用于实际河流水样检测。该研究揭示了光学与电化学技术的互补性,为未来适配体传感器的开发提供了方案。
研究不足
所使用的表面等离子体共振(SPR)装置性能不高,导致灵敏度较弱。与基质功能化芯片相比,裸金芯片的固定化能力有限。该方法的检测限为1微摩尔每升,可能无法满足环境监测中对极低氨苄青霉素浓度(例如低于100微克每升)的要求。该传感器目前尚未适用于原位分析,需要进一步优化以提高灵敏度。
1:实验设计与方法选择:
本研究结合表面等离子体共振(SPR)与电化学技术实时监测分子相互作用。采用多脉冲安培法在金芯片上实现适体与巯基己醇的电位辅助固定,以提高覆盖度并减少非特异性吸附。通过SPR、循环伏安法(CV)、电化学阻抗谱(EIS)和石英晶体微天平(QCM)进行表征与检测。
2:样本选择与数据来源:
制备不同浓度(2.5–1000 μmol L?1)的氨苄青霉素TRIS缓冲液溶液。实际样本包含罗马尼亚Some?河加标河水。适体由Alpha DNA通过SELEX程序合成。
3:5–1000 μmol L?1)的氨苄青霉素TRIS缓冲液溶液。实际样本包含罗马尼亚Some?河加标河水。适体由Alpha DNA通过SELEX程序合成。 实验仪器与材料清单:
3. 实验仪器与材料清单:主要设备包括NanoSPR 9型SPR光谱仪(NanoSPR Devices)、AUTOLAB PGSTAT 302N电化学工作站(Eco Chemie)、丝网印刷电极(DropSens)、镀金QCM晶体(Metrohm/Eco Chemie)及注射泵SP2(Antec Scientific)。试剂含氨苄青霉素、适体、巯基己醇及多种缓冲液。
4:实验流程与操作步骤:
金芯片经piranha溶液清洗。使用多脉冲安培法(+0.5 V与-0.2 V脉冲各15分钟)固定适体,随后以相同条件(10分钟)用巯基己醇封闭。氨苄青霉素检测时将溶液泵入SPR流通池30分钟并实时监测SPR响应,每一步均进行电化学与QCM分析。
5:5 V与-2 V脉冲各15分钟)固定适体,随后以相同条件(10分钟)用巯基己醇封闭。氨苄青霉素检测时将溶液泵入SPR流通池30分钟并实时监测SPR响应,每一步均进行电化学与QCM分析。 数据分析方法:
5. 数据分析方法:SPR信号以共振单位(R.U.)分析并绘制氨苄青霉素浓度校准曲线。EIS数据通过NOVA软件采用等效电路拟合。QCM质量沉积量通过Sauerbrey方程计算。统计分析包括回收率与相对标准偏差。
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获取完整内容-
QCM crystal
6-MHz AT-cut quartz crystal
Metrohm/Eco Chemie
Used for quartz crystal microbalance analysis to measure mass deposition during sensor modification.
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SPR spectrometer
NanoSPR 9
NanoSPR Devices
Used for surface plasmon resonance measurements to monitor molecular interactions on the gold chip in real time.
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Potentiostat
AUTOLAB PGSTAT 302N
Eco Chemie
Used for electrochemical experiments including cyclic voltammetry, electrochemical impedance spectroscopy, and multipulse amperometry.
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Screen-printed electrodes
SPE-Au
DropSens
Used as working electrodes for electrochemical characterization and optimization of the aptasensor.
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Syringe pump
SP2 - ROXY Dual Piston Syringe Pump
Antec Scientific
Used to control the flow of solutions through the SPR cell during experiments.
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Sensor chip
Glass slide with deposited thin Au layer
NanoSPR Devices
Serves as the substrate for aptamer immobilization and SPR measurements.
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