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【热点文章】基于化学修饰玻碳电极的血清素生物医学传感

2024.0364基于化学修饰玻碳电极的血清素生物医学传感.pdf


背景介绍


血清素,又称5-羟色胺,是哺乳动物体内的一种神经递质,在调节情绪、睡眠等生理功能方面发挥着重要的作用,在人体血液中的正常浓度范围为0.4 ~ 1.6 μmol/L,浓度异常可导致糖尿病、偏头疼、以及抑郁症等多种疾病。因此,实现对血清中5-羟色胺含量的高灵敏快速检测对于相关疾病的诊断具有重要的临床意义。已报道的血清素检测方法中,电化学传感法因具有灵敏度高、响应时间短、成本低、操作简便、可进行实时检测等优势,而备受青睐。





文章亮点

1. 以多壁碳纳米管-聚溴酚蓝纳米复合膜为敏感功能材料,搭建了一个血清素生物医学传感平台;

2. 传感界面疏松多孔的结构有利于对血清素进行富集,从而有效提高传感器的灵敏度;纳米复合膜的良好导电性有利于缩短传感器的响应时间;纳米复合膜与血清素之间的相互作用力(范德华力、疏水作用力和氢键等)为传感器的特异性提供了有效保障;

3. 传感器操作简便且性能良好,可用于血清样品中血清素含量的快速准确检测,具有良好的应用前景。


内容介绍

1  实验部分

1.1  主要仪器与试剂
1.2  实验方法
1.2.1  血清素电化学传感器的制备
1.2.2  血清素的电化学检测
1.2.3  血清样品预处理

将一定量的科研用人血清于3000 r/min的转速下,超速离心5 min,取上清液备用。

2  结果与讨论

2.1  传感器制备与使用条件优化
为确保MWCNTs/PBPB/GCE用于血清素检测时拥有良好的性能,首先对MWCNTs/PBPB/GCE的制备及使用条件进行了优化,包括PBPB的聚合圈数、MWCNTs的滴涂量、检测底液pH、富集时间和富集电位,结果如图2所示

2.2  不同电极表面形貌表征

3PBPB/GCEMWCNTs/GCEMWCNTs/PBPB/GCE的扫描电镜图

2.3  电化学交流阻抗表征

Fe(CN)63-/Fe(CN)64-为探针,借助于电化学交流阻抗谱(Electrochemical impedance spectroscopy, EIS)技术,对不同电极进行了表征,结果如图4所示。

2.4  血清素在不同电极上的电化学响应

借助方波伏安法(Square wave voltammetrySWV),对比了相同浓度的血清素在不同电极上的电化学响应,结果如图5所示。

2.5  扫描速率对血清素电化学响应的影响

借助线性扫描伏安法(Linear sweep voltammetryLSV),考察了扫描速率对血清素电化学响应的影响,结果如图6a所示。

2.6  MWCNTs/PBPB/GCE有效面积的测定

[Fe(CN)6]3-/4-为探针,采用循环伏安法(Cyclic voltammetryCV),对MWCNTs /PBPB/GCE有效面积进行了测定,结果如图7a所示。

2.7  传感器的性能测试
2.7.1  线性范围、灵敏度和检出限
2.7.2  传感器的选择性
2.7.3  重现性和稳定性
2.8  实际样品分析

采用样品加标回收法对血清样品中的血清素进行检测,结果如表1所示。


3  结论

本文以MWCNTs-PBPB纳米复合膜为敏感功能材料,搭建了一个血清素生物医学传感平台。传感界面疏松多孔的结构,为血清素的富集提供了更多的活性位点,可有效提高传感器的灵敏度;纳米复合膜的良好导电性有利于缩短传感器的响应时间;MWCNTs-PBPB与血清素之间的相互作用力(范德华力、疏水作用力和氢键等)为传感器的特异性提供了有效保障。传感器制备及操作简单,且性能良好,用于血清样品中血清素含量的检测时,响应快速且灵敏准确,展现了其良好的生物医学应用前景。


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