RU2604688C2 - Electrochemical biosensor for direct recording of myoglobin based on carbon nanotubes and molecular imprinted polymer based on o-phenylenediamine and preparation method thereof - Google Patents
Electrochemical biosensor for direct recording of myoglobin based on carbon nanotubes and molecular imprinted polymer based on o-phenylenediamine and preparation method thereof Download PDFInfo
- Publication number
- RU2604688C2 RU2604688C2 RU2015113453/15A RU2015113453A RU2604688C2 RU 2604688 C2 RU2604688 C2 RU 2604688C2 RU 2015113453/15 A RU2015113453/15 A RU 2015113453/15A RU 2015113453 A RU2015113453 A RU 2015113453A RU 2604688 C2 RU2604688 C2 RU 2604688C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- myoglobin
- carbon nanotubes
- electrode
- phenylenediamine
- biosensor
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
- G01N27/26—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
- G01N27/28—Electrolytic cell components
- G01N27/30—Electrodes, e.g. test electrodes; Half-cells
- G01N27/327—Biochemical electrodes, e.g. electrical or mechanical details for in vitro measurements
- G01N27/3275—Sensing specific biomolecules, e.g. nucleic acid strands, based on an electrode surface reaction
- G01N27/3277—Sensing specific biomolecules, e.g. nucleic acid strands, based on an electrode surface reaction being a redox reaction, e.g. detection by cyclic voltammetry
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
- G01N27/26—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
- G01N27/28—Electrolytic cell components
- G01N27/30—Electrodes, e.g. test electrodes; Half-cells
- G01N27/327—Biochemical electrodes, e.g. electrical or mechanical details for in vitro measurements
- G01N27/3275—Sensing specific biomolecules, e.g. nucleic acid strands, based on an electrode surface reaction
- G01N27/3278—Sensing specific biomolecules, e.g. nucleic acid strands, based on an electrode surface reaction involving nanosized elements, e.g. nanogaps or nanoparticles
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
- G01N33/48—Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
- G01N33/50—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing
- G01N33/53—Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor
- G01N33/543—Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor with an insoluble carrier for immobilising immunochemicals
- G01N33/54306—Solid-phase reaction mechanisms
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
- G01N33/48—Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
- G01N33/50—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing
- G01N33/53—Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor
- G01N33/543—Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor with an insoluble carrier for immobilising immunochemicals
- G01N33/54366—Apparatus specially adapted for solid-phase testing
- G01N33/54373—Apparatus specially adapted for solid-phase testing involving physiochemical end-point determination, e.g. wave-guides, FETS, gratings
- G01N33/5438—Electrodes
Abstract
Description
Изобретение относится к области клинической биохимии и аналитической химии и касается электрохимического биосенсора на основе углеродных нанотрубок и молекулярно импринтированного полимера (МИП) на основе о-фенилендиамина для прямого определения миоглобина и способа получения указанного биосенсора.The invention relates to the field of clinical biochemistry and analytical chemistry and relates to an electrochemical biosensor based on carbon nanotubes and a molecularly imprinted polymer (MIP) based on o-phenylenediamine for the direct determination of myoglobin and a method for producing said biosensor.
Изобретение может быть использовано в медицинской практике для диагностики ранних стадий инфаркта миокарда с помощью анализа раннего маркера инфаркта миокарда - миоглобина [1].The invention can be used in medical practice for the diagnosis of the early stages of myocardial infarction by analyzing an early marker of myocardial infarction - myoglobin [1].
Специфичность биохимического анализа определяется, как правило, использованием принципа «ключ-замок», где роль «замка» играют такие биореагенты, как антитела, аптамеры, сомамеры, альтернативные каркасные белки [2]. Антитела, альтернативные каркасные белки, аптамеры являются природными полимерами, что может снижать их стабильность за счет чувствительности к протеазам (белки), нуклеазам (олигонуклеотиды) при работе различных сенсорных систем.The specificity of biochemical analysis is determined, as a rule, using the principle of "key-lock", where the role of the "lock" is played by bioreagents such as antibodies, aptamers, somamers, alternative framework proteins [2]. Antibodies, alternative framework proteins, aptamers are natural polymers, which can reduce their stability due to sensitivity to proteases (proteins), nucleases (oligonucleotides) during the operation of various sensory systems.
В связи с этим в настоящее время развивается новое направление - создание сенсоров на основе синтетических биомимических (или «биоподражательных») материалов, осуществляющих, как и биореагенты, селективное комплементарное связывание определяемых веществ по принципу «ключ-замок» (http://www.mipdatabase.com). Такими биомимическими материалами являются полимеры с молекулярными отпечатками или молекулярно импринтированные полимеры (МИП) [2]. В качестве мономеров для получения МИП описаны следующие вещества: замещенные акриламиды, пиррол, анилин, замещенные фенолы, допамин, о-фенилендиамин, тиофен (http://www.mipdatabase.com)].In connection with this, a new direction is currently being developed - the creation of sensors based on synthetic biomimic (or “biomimetic”) materials, which, like bioreagents, perform selective complementary binding of the substances to be determined according to the “key-lock” principle (http: // www. mipdatabase.com). Such biomimic materials are polymers with molecular imprints or molecularly imprinted polymers (MIPs) [2]. The following substances are described as monomers for the preparation of MIP: substituted acrylamides, pyrrole, aniline, substituted phenols, dopamine, o-phenylenediamine, thiophene (http://www.mipdatabase.com)].
Для повышения чувствительности биосенсорного анализа (предела определяемых концентраций) синтетические биораспознающие молекулы на основе полимеров конъюгируют с различными типами наноматериалов [3-7].To increase the sensitivity of the biosensor analysis (the limit of the determined concentrations), synthetic bio-recognizing molecules based on polymers are conjugated with various types of nanomaterials [3-7].
На сегодняшний день на рынке представлены следующие тесты и системы иммуноанализа белков-кардиомаркеров, выпускаемые зарубежными производителями: Stratus® CS STAT (Dade Behring Inc), i-STAT® (Abbott), Triage® Cardiac Panel (Biosite), RAMP® (Response Biomedical Corp), Cardiac Reader™ (Roche), PATHFAST® (Mitsubishi Chemical Europe GmbH), MGL-CHECK-1 (Vedalab), HEXAGON TROPONIN (HUMAN GmbH). Все вышеперечисленные методы анализа миоглобина основаны на использовании антител, обеспечивающих специфичность анализа.The following tests and immunoassay systems for cardiomarker proteins produced by foreign manufacturers are currently on the market: Stratus® CS STAT (Dade Behring Inc), i-STAT® (Abbott), Triage® Cardiac Panel (Biosite), RAMP® (Response Biomedical Corp), Cardiac Reader ™ (Roche), PATHFAST® (Mitsubishi Chemical Europe GmbH), MGL-CHECK-1 (Vedalab), HEXAGON TROPONIN (HUMAN GmbH). All of the above methods for the analysis of myoglobin are based on the use of antibodies that ensure the specificity of the analysis.
Ранее нами были разработаны электрохимические сенсоры на основе антител к миоглобину для определения миоглобина в водных буферных растворах и в плазме крови здоровых доноров и больных острым инфарктом миокарда.Earlier, we developed electrochemical sensors based on antibodies to myoglobin for determining myoglobin in aqueous buffer solutions and in the blood plasma of healthy donors and patients with acute myocardial infarction.
Так, описан электрохимический биосенсор для прямого определения миоглобина в водных буферных растворах и способ его получения, заключающийся в том, что на поверхность рабочего электрода, предварительно модифицированного коллоидным золотом, стабилизированным диметилдидодециламмоний бромидом (ДДАБ), и моноклональными антителами к миоглобину, наносят анализируемый водный буферный раствор, содержащий миоглобин в определенной концентрации [8].Thus, an electrochemical biosensor for the direct determination of myoglobin in aqueous buffer solutions and a method for its preparation are described, which consists in applying an analyzed aqueous buffer to the surface of a working electrode previously modified with colloidal gold stabilized with dimethyldidodecylammonium bromide (DDAB) and monoclonal antibodies to myoglobin. a solution containing myoglobin in a certain concentration [8].
Описан также способ экспресс-определения кардиомиоглобина в плазме крови здоровых доноров и больных инфарктом миокарда с помощью электрохимического иммуносенсора, заключающийся в том, что на поверхность рабочего электрода, предварительно модифицированного коллоидным золотом, стабилизированным диметилдидодециламмоний бромидом (ДДАБ), и моноклональными антителами к миоглобину, наносят анализируемую плазму крови [9].Also described is a method for the express determination of cardiomyoglobin in the blood plasma of healthy donors and patients with myocardial infarction using an electrochemical immunosensor, which consists in the fact that on the surface of the working electrode, previously modified with colloidal gold, stabilized with dimethyldiodecylammonium bromide (DDAB), and monoclonal antibodies to myoglobin blood plasma being analyzed [9].
Недостатками описанных биосенсоров является использование моноклональных антител, которые являются нестабильными и дорогостоящими белковыми молекулами, что сказывается на стоимости анализа, стабильности сенсора и возможности его многократного использования.The disadvantages of the described biosensors is the use of monoclonal antibodies, which are unstable and expensive protein molecules, which affects the cost of analysis, the stability of the sensor and the possibility of its multiple use.
Задачей настоящего изобретения является разработка электрохимического биосенсора для регистрации миоглобина, лишенного указанных недостатков, так как распознающим элементом является полимер с молекулярными отпечатками миоглобина (МИП на миоглобин). Для повышения чувствительности биосенсора используется МИП на миоглобин, сопряженный с углеродными нанотрубками.The present invention is to develop an electrochemical biosensor for recording myoglobin, devoid of these disadvantages, since the recognition element is a polymer with molecular imprints of myoglobin (MIP on myoglobin). To increase the sensitivity of the biosensor, MIP is used for myoglobin conjugated to carbon nanotubes.
В соответствии с изобретением описывается электрохимический биосенсор для прямой регистрации миоглобина в водных буферных растворах путем измерения высоты пика электровосстановления миоглобина методом квадратно-волновой вольтамперометрии, представляющий собой графитовый электрод, модифицированный углеродными нанотрубками и аналогом антител к миоглобину, представляющий собой молекулярно импринтированный для миоглобина полимер о-фенилендиамина (МИП на миоглобин).In accordance with the invention, an electrochemical biosensor is described for direct recording of myoglobin in aqueous buffer solutions by measuring the height of the peak of electroreduction of myoglobin by square-wave voltammetry, which is a graphite electrode modified with carbon nanotubes and an analogue of antibodies to myoglobin, which is a molecularly imprinted polymer for myoglobin phenylenediamine (MIP on myoglobin).
Описывается также способ получения указанного электрохимического биосенсора для прямой регистрации миоглобина, заключающийся в том, что поверхность графитового электрода модифицируют суспензией углеродных нанотрубок, полученной методом ультразвуковой дезинтеграции углеродных нанотрубок в органическом растворителе, с последующей модификацией полученного электрода путем электрополимеризации о-фенилендиамина в присутствии миоглобина, осуществляемой на поверхности печатного графитового электрода с углеродными нанотрубками.Also described is a method of producing said electrochemical biosensor for direct registration of myoglobin, which consists in modifying the surface of a graphite electrode with a suspension of carbon nanotubes obtained by ultrasonic disintegration of carbon nanotubes in an organic solvent, followed by modification of the obtained electrode by electropolymerization of o-phenylenediamine in the presence of myoglobin on the surface of a printed graphite electrode with carbon nanotubes.
Разработан электрохимический биосенсор на основе печатного графитового для прямой регистрации миоглобина в водных буферных растворах с использованием в качестве биораспознающего элемента молекулярно импринтированного для миоглобина полимера о-фенилендиамина (МИП на миоглобин), представляющего собой аналог антител к миоглобину.An electrochemical biosensor based on graphite for direct recording of myoglobin in aqueous buffer solutions was developed using the polymer of o-phenylenediamine (MIP on myoglobin), which is an analogue of antibodies to myoglobin, as a molecular element imprinted on myoglobin.
Аналитическим сигналом служит величина измеряемого тока электровосстановления миоглобина на поверхности электрода, модифицированного углеродными нанотрубками и молекулярно импринтированным для миоглобина полимером на основе о-фенилендиамина. Полимер получают методом электрополимеризации на поверхности электрода [10-12].An analytical signal is the measured current of myoglobin electroreduction on the surface of an electrode modified with carbon nanotubes and a polymer based on o-phenylenediamine molecularly imprinted for myoglobin. The polymer is produced by electro-polymerisation on the surface of an electrode [10-12].
Электрохимический биосенсор для безреагентного определения миоглобина изготавливается на основе одноразовых графитовых электродов, полученных методом трафаретной печати, которые модифицируют углеродными нанотрубками для усиления аналитического электрохимического сигнала и молекулярно импринтированным для миоглобина полимером (МИП на миоглобин).The electrochemical biosensor for the reagent-free determination of myoglobin is made on the basis of disposable graphite electrodes obtained by screen printing, which are modified with carbon nanotubes to enhance the analytical electrochemical signal and a polymer molecularly imprinted for myoglobin (MIP for myoglobin).
Метод анализа основан на взаимодействии МИП, полученного электрополимеризацией о-фенилендиамина в присутствии миоглобина, как молекулы-шаблона, удалении миоглобина из полимера с последующей электрохимической регистрацией миоглобина в анализируемых водных буферных растворах за счет взаимодействия миоглобина с полостями в полимере, соответствующими молекуле миоглобина.The analysis method is based on the interaction of MIP obtained by the electropolymerization of o-phenylenediamine in the presence of myoglobin as a template molecule, the removal of myoglobin from the polymer, followed by the electrochemical registration of myoglobin in the analyzed aqueous buffer solutions due to the interaction of myoglobin with cavities in the polymer corresponding to the myoglobin molecule.
ПРИМЕР 1. Методика модификации рабочего графитового электрода углеродными нанотрубками (УНТ) и МИП на основе о-фенилендиамина. EXAMPLE 1. Methodology for modifying a working graphite electrode with carbon nanotubes (CNTs) and MIP based on o-phenylenediamine.
Электрохимические измерения проводили с помощью потенциостата AUTOLAB 12 (Metrohm Autolab, Нидерланды), снабженного программным обеспечением GPES (версия 4.9.7).Electrochemical measurements were performed using an AUTOLAB 12 potentiostat (Metrohm Autolab, Netherlands) equipped with GPES software (version 4.9.7).
Для приготовления биосенсоров используют трехконтактные электродные структуры, полученные методом трафаретной печати (ООО «АвтоКом», Россия, http://www.membrans.ru) с графитовыми рабочим и вспомогательным электродами (графит фирмы Acheson), и хлорсеребряным электродом сравнения. Диаметр рабочего электрода 2 мм. Все потенциалы приведены относительно хлорсеребряного Ag/AgCl электрода сравнения.For the preparation of biosensors, three-contact electrode structures obtained by screen printing (AvtoKom LLC, Russia, http://www.membrans.ru) with graphite working and auxiliary electrodes (graphite from Acheson) and a silver chloride comparison electrode are used. The diameter of the working electrode is 2 mm. All potentials are given relative to the silver chloride Ag / AgCl reference electrode.
Приготовление предполимеризационной смеси мономер - миоглобин. Preparation of the prepolymerization mixture monomer - myoglobin .
Для синтеза МИП на основе о-фенилендиамина и миоглобина были приготовлены исходные растворы реагентов: 100 мкМ миоглобин в 0,1 М калий-фосфатном буфере, рН=7,4, 10 мМ раствор о-фенилендиамина в 0,5 М ацетатном буфере, рН 5,2. Меньшие концентрации миоглобина и мономера получали при разведении исходных растворов теми же буферными растворами. Предполимеризационную смесь готовили смешиванием 30 мкл 1×10-7 М раствор миоглобина с 30 мкл 1×10-6 М о-фенилендиамина.Initial reagent solutions were prepared for the synthesis of MIP based on o-phenylenediamine and myoglobin: 100 μM myoglobin in 0.1 M potassium phosphate buffer, pH = 7.4, 10 mm solution of o-phenylenediamine in 0.5 M acetate buffer, pH 5.2. Smaller concentrations of myoglobin and monomer were obtained by diluting the stock solutions with the same buffer solutions. Prepolymerization mixture is prepared by mixing 30 l of 1 × 10 -7 M myoglobin solution with 30 l of 1 × 10 -6 M of o-phenylenediamine.
Получение суспензии углеродных нанотрубок. Obtaining a suspension of carbon nanotubes .
Для получения суспензии углеродных нанотрубок была приготовлена смесь 1 мг УНТ/1 мл хлороформа, затем смесь озвучивали с помощью ультразвукового дезинтегратора (модель Elmasonic "Elma" S10H). Время озвучивания 5 минут.To obtain a suspension of carbon nanotubes, a mixture of 1 mg CNT / 1 ml of chloroform was prepared, then the mixture was voiced using an ultrasonic disintegrator (Elmasonic "Elma" S10H model). Sound time is 5 minutes.
Модификация рабочего графитового электрода. Modification of the working graphite electrode .
На поверхность рабочего графитового электрода наносили 2 мкл озвученной суспензии УНТ в хлороформе (1 мг/мл) и инкубировали 15 мин при 37°С; затем на электрод наносили 60 мкл предполимеризационной смеси о-фенилендиамин:миоглобин в соотношении 10:1. Электросинтез пленок осуществлялся методом циклической вольтамперометрии (ЦВА), 20 сканов при сканировании в диапазоне потенциалов от 0 В до +1,1 В со скоростью сканирования 50 мВ/с. После полимеризации, модифицированный электрод промывали деионизованной водой с последующей инкубацией полученного электрода в растворе, содержащем этанол и 0,25 М NaOH при их соотношении 2:1 в течение 15 мин при 50°С с последующим промыванием водой в течение 15 мин при комнатной температуре. Модифицированные электроды высушивались под аргоном и хранились при +4°С (МИП/УНТ-электроды). Электроды без молекулярных отпечатков или молекулярно не импринтированные электроды (НИП) получали аналогично, используя вместо раствора миоглобина соответствующий объем 0,5 М ацетатного буфера, рН 5,2.On the surface of the working graphite electrode, 2 μl of a sonicated suspension of CNTs in chloroform (1 mg / ml) was applied and incubated for 15 min at 37 ° C; then 60 μl of the prepolymerization mixture of o-phenylenediamine: myoglobin in a ratio of 10: 1 was applied to the electrode. The films were synthesized by cyclic voltammetry (CVA), 20 scans when scanning in the potential range from 0 V to +1.1 V with a scanning speed of 50 mV / s. After polymerization, the modified electrode was washed with deionized water, followed by incubation of the obtained electrode in a solution containing ethanol and 0.25 M NaOH at a ratio of 2: 1 for 15 min at 50 ° C, followed by washing with water for 15 min at room temperature. Modified electrodes were dried under argon and stored at + 4 ° C (MIP / CNT electrodes). Electrodes without molecular imprints or molecularly imprinted electrodes (NIPs) were obtained similarly, instead of using myoglobin solution, an appropriate volume of 0.5 M acetate buffer, pH 5.2.
ПРИМЕР 2. Регистрация миоглобина с помощью электрохимического сенсора на основе углеродных нанотрубок и молекулярно импринтированного полимера (МИП) в качестве аналогов антител (МИП/УНТ-электроды). EXAMPLE 2 Registration of myoglobin using an electrochemical sensor based on carbon nanotubes and a molecularly imprinted polymer (MIP) as antibody analogues (MIP / CNT electrodes).
Подготовка к измерениюPreparation for measurement
Для встраивания анализируемой молекулы (миоглобина) в полимер с молекулярными отпечатками на модифицированный электрод (МИП/УНТ-электрод) наносят 2 мкл раствора миоглобина различной концентрации. Через 35 минут при 37°С электрод переносят в водный буферный раствор (0,1 М калий-фосфатный буфер, рН=7,4) на 15 мин, затем проводят измерения сигнала.To embed the analyzed molecule (myoglobin) in a polymer with molecular imprints, 2 μl of a different concentration of myoglobin solution is applied to a modified electrode (MIP / CNT electrode). After 35 minutes at 37 ° C, the electrode was transferred to an aqueous buffer solution (0.1 M potassium phosphate buffer, pH = 7.4) for 15 minutes, then the signal was measured.
Параметры измерения сигналаSignal Measurement Parameters
В программе к прибору устанавливают следующие параметры измерения сигнала.In the program for the device, the following signal measurement parameters are set.
- Метод: Квадратно-волновая вольтамперометрия (КВВА);- Method: Square wave voltammetry (KVVA);
- Время инкубации: 900 с;- Incubation time: 900 s;
- Частота: 10 Гц;- Frequency: 10 Hz;
- Начальный потенциал: 0.1 В;- Initial potential: 0.1 V;
- Конечный потенциал: -0.6 В;- Final potential: -0.6 V;
- Шаг потенциала: 0.005 В;- Potential step: 0.005 V;
- Амплитуда: 0.020 В;- Amplitude: 0.020 V;
Измерение сигналаSignal measurement
В ячейку вносят 1 мл фосфатного буферного раствора. Закрепляют биосенсор с нанесенной пробой в измерительной ячейке, опускают в буферный раствор и запускают процедуру измерения сигнала. Полученную вольтамперометрическую кривую запоминают в виде самостоятельного файла (Рис. 1).1 ml of phosphate buffer solution is added to the cell. The biosensor with the applied sample is fixed in the measuring cell, lowered into the buffer solution and the signal measurement procedure is started. The resulting voltammetric curve is stored as an independent file (Fig. 1).
Построение калибровочных кривых для определения миоглобина.Construction of calibration curves for the determination of myoglobin.
Если на полученной вольтамперограмме наблюдается пик (Еmах=-400÷-500 мВ), то с помощью программы к прибору GPES (версия 4.9.7) производят определение высоты полученного пика восстановления миоглобина. При использовании МИП/УНТ-сенсора аналитический сигнал регистрации миоглобина по сравнению с сенсором без УНТ возрастает в 80±5 раз (Рис. 1А). НИП/УНТ-электрод, полученный без миоглобина и не содержащий молекулярных отпечатков, менее эффективно связывал миоглобин (Рис. 1Б).If a peak is observed on the obtained voltammogram ( Еmax = -400 ÷ -500 mV), then using the GPES instrument (version 4.9.7), the height of the obtained peak of myoglobin recovery is determined. When using the MIP / CNT sensor, the analytical signal of registration of myoglobin in comparison with a sensor without CNT increases by 80 ± 5 times (Fig. 1A). A NIP / CNT electrode obtained without myoglobin and not containing molecular imprints bound myoglobin less efficiently (Fig. 1B).
Квадратно-волновые вольтамперограммы прописывали после инкубации с 10-8 M миоглобином (Рис. 1А) и 10-7 M миоглобином (Рис. 1Б) и стадии отмывки для удаления неспецифической сорбции.Square wave voltammograms were prescribed after incubation with 10-8 M myoglobin (Fig. 1A) and 10 -7 M myoglobin (Fig. 1B) and the washing step to remove non-specific sorption.
На основе зависимости высоты восстановительного пика миоглобина от концентрации проводят построение калибровочной кривой для определения диапазона определяемых концентраций и нижнего предела определяемых концентраций миоглобина. Диапазон определяемых концентраций миоглобина с помощью разработанного биосенсора на основе МИП и УНТ (МИП/УНТ-электрод) составил 10-10-10-6 М, а нижний предел определяемых концентраций составил 0,5×10-10 М.Based on the concentration dependence of the height of the recovery peak of myoglobin, a calibration curve is constructed to determine the range of detectable concentrations and the lower limit of the determined concentrations of myoglobin. The range of detectable concentrations of myoglobin using the developed biosensor based on MIP and CNT (MIP / CNT electrode) was 10 -10 -10 -6 M, and the lower limit of the determined concentrations was 0.5 × 10 -10 M.
ЛитератураLiterature
1. Qureshi, Α., Gurbuz, Υ., and Niazi, J.H. (2012). Biosensors for cardiac biomarkers detection: A review. Sensors and Actuators B: Chemical, 171-172, 62-76.1. Qureshi, Α., Gurbuz, Υ., And Niazi, J.H. (2012). Biosensors for cardiac biomarkers detection: A review. Sensors and Actuators B: Chemical, 171-172, 62-76.
2. О.Д. Гендриксон, A.B. Жердев, Б.Б. Дзантиев, Молекулярно импринтированные полимеры и их применение в биохимическом анализе. Успехи биологической химии, т.46, 2006, с. 149-192.2. O.D. Hendrickson, A.B. Zherdev, B.B. Dzantiev, Molecularly imprinted polymers and their use in biochemical analysis. Advances in Biological Chemistry, vol. 46, 2006, p. 149-192.
3. Y. Lv et al., Molecular imprinting of proteins in polymers attached to the surface of nanomaterials for selective recognition of biomacromolecules. Biotechnology Advances, 2013, 31, 1172-1186.3. Y. Lv et al., Molecular imprinting of proteins in polymers attached to the surface of nanomaterials for selective recognition of biomacromolecules. Biotechnology Advances, 2013, 31, 1172-1186.
4. Zhang, X., Y. Peng, J. Bai et al., A novel electrochemical sensor based on electropolymerized molecularly imprinted polymer and gold nanomaterials amplification for estradiol detection. Sensors and Actuators B, 2014, 200, 69-75.4. Zhang, X., Y. Peng, J. Bai et al., A novel electrochemical sensor based on electropolymerized molecularly imprinted polymer and gold nanomaterials amplification for estradiol detection. Sensors and Actuators B, 2014, 200, 69-75.
5. J. Luo, Sisi J. Xiaoya Liu, Electrochemical sensor for bovine hemoglobin based on a novel graphene-molecular imprinted polymers composite as recognition element / // Sensors and Actuators, 2014, 203, 782-789.5. J. Luo, Sisi J. Xiaoya Liu, Electrochemical sensor for bovine hemoglobin based on a novel graphene-molecular imprinted polymers composite as recognition element / // Sensors and Actuators, 2014, 203, 782-789.
6. Choong C.-L. James S. Bendall, William I. Milne, Carbon nanotube array: A new MIP platform. Biosensors and Bioelectronics, 2009, 25, 652-656.6. Choong C.-L. James S. Bendall, William I. Milne, Carbon nanotube array: A new MIP platform. Biosensors and Bioelectronics, 2009, 25, 652-656.
7. Liu, Y., S. Kumar, Polymer/Carbon Nanotube Nano Composite Fibers-A Review, ACS Appl. Mater. Interfaces, 2014, 6, 6069-6087.7. Liu, Y., S. Kumar, Polymer / Carbon Nanotube Nano Composite Fibers-A Review, ACS Appl. Mater. Interfaces, 2014, 6, 6069-6087.
8. Патент RU №2367958, 20.09.20098. Patent RU No. 2367958, 09/20/2009
9. Патент RU №2425382, 27.07.2011.9. Patent RU No. 2425382, 07.27.2011.
10. Najmeh Karimian, Mikhail Vagin, Mohammad Hossein Arbab Zavar, Mahmoud Chamsaz, Anthony P.F. Turner, Ashutosh Tiwari, An ultrasensitive molecularly-imprinted human cardiac troponin sensor. Biosensors and Bioelectronics 2013, 50, 492-498.10. Najmeh Karimian, Mikhail Vagin, Mohammad Hossein Arbab Zavar, Mahmoud Chamsaz, Anthony P.F. Turner, Ashutosh Tiwari, An ultrasensitive molecularly-imprinted human cardiac troponin sensor. Biosensors and Bioelectronics 2013, 50, 492-498.
11. Najmeh Karimian, Anthony P.F. Turner, Ashutosh Tiwari, Electrochemical evaluation of troponin Τ imprinted polymer receptor. Biosensors and Bioelectronics 2014, 59, 160-165.11. Najmeh Karimian, Anthony P.F. Turner, Ashutosh Tiwari, Electrochemical evaluation of troponin Τ imprinted polymer receptor. Biosensors and Bioelectronics 2014, 59, 160-165.
12. Cosimino Malitesta, Elisabetta Mazzotta, Rosaria A. Picca, Alessandro Poma, Iva Chianella, Sergey A. Piletsky, MIP sensors - the electrochemical approach. Anal. Bioanal. Chem. 2012, 402, 1827-1846.12. Cosimino Malitesta, Elisabetta Mazzotta, Rosaria A. Picca, Alessandro Poma, Iva Chianella, Sergey A. Piletsky, MIP sensors - the electrochemical approach. Anal. Bioanal. Chem. 2012, 402, 1827-1846.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2015113453/15A RU2604688C2 (en) | 2015-04-13 | 2015-04-13 | Electrochemical biosensor for direct recording of myoglobin based on carbon nanotubes and molecular imprinted polymer based on o-phenylenediamine and preparation method thereof |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2015113453/15A RU2604688C2 (en) | 2015-04-13 | 2015-04-13 | Electrochemical biosensor for direct recording of myoglobin based on carbon nanotubes and molecular imprinted polymer based on o-phenylenediamine and preparation method thereof |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2015113453A RU2015113453A (en) | 2016-11-10 |
| RU2604688C2 true RU2604688C2 (en) | 2016-12-10 |
Family
ID=57267552
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2015113453/15A RU2604688C2 (en) | 2015-04-13 | 2015-04-13 | Electrochemical biosensor for direct recording of myoglobin based on carbon nanotubes and molecular imprinted polymer based on o-phenylenediamine and preparation method thereof |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2604688C2 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU175461U1 (en) * | 2017-07-18 | 2017-12-05 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тульский государственный университет" (ТулГУ) | DEVICE FOR DETERMINING THE CONTENT OF GLUCOSE, LACTATE, ETHANOL AND STARCH IN THE JOINT PRESENCE |
| RU2753850C1 (en) * | 2020-09-30 | 2021-08-24 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Саратовский национальный исследовательский государственный университет имени Н.Г. Чернышевского" | Method for producing molecular-imprinted polymer |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109734803B (en) * | 2018-12-28 | 2022-04-05 | 江苏众红生物工程创药研究院有限公司 | Anti-human MYO antibody and application thereof in detection kit |
| WO2022271131A1 (en) * | 2021-06-22 | 2022-12-29 | Ege Üni̇versi̇tesi̇ | Wearable biomedical devices for diagnosis, identification, monitoring and prediction of major cardiac events and acute coronary syndrome cases |
| CN113624818B (en) * | 2021-08-09 | 2024-02-27 | 山东省分析测试中心 | Electrochemical sensor, preparation method and application thereof in detection of ginsenoside Rg3 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6673533B1 (en) * | 1995-03-10 | 2004-01-06 | Meso Scale Technologies, Llc. | Multi-array multi-specific electrochemiluminescence testing |
| US20060240492A1 (en) * | 2004-11-12 | 2006-10-26 | Rusling James F | Carbon nanotube based immunosensors and methods of making and using |
| RU2367958C1 (en) * | 2008-01-17 | 2009-09-20 | Учреждение Российской академии медицинских наук Научно-исследовательский институт биомедицинской химии имени В.Н. Ореховича РАМН (ИБМХ РАМН) | Electrochemical biosensor for direct determination of myoglobin, method for making thereof |
| RU2425382C1 (en) * | 2009-12-02 | 2011-07-27 | Российская Федерация, От Имени Которой Выступает Министерство Образования И Науки Российской Федерации | Method of blood plasma proximate analysis for cardiomyoglobin by means of electrochemical immunosensor |
-
2015
- 2015-04-13 RU RU2015113453/15A patent/RU2604688C2/en active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6673533B1 (en) * | 1995-03-10 | 2004-01-06 | Meso Scale Technologies, Llc. | Multi-array multi-specific electrochemiluminescence testing |
| US20060240492A1 (en) * | 2004-11-12 | 2006-10-26 | Rusling James F | Carbon nanotube based immunosensors and methods of making and using |
| RU2367958C1 (en) * | 2008-01-17 | 2009-09-20 | Учреждение Российской академии медицинских наук Научно-исследовательский институт биомедицинской химии имени В.Н. Ореховича РАМН (ИБМХ РАМН) | Electrochemical biosensor for direct determination of myoglobin, method for making thereof |
| RU2425382C1 (en) * | 2009-12-02 | 2011-07-27 | Российская Федерация, От Имени Которой Выступает Министерство Образования И Науки Российской Федерации | Method of blood plasma proximate analysis for cardiomyoglobin by means of electrochemical immunosensor |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| ХОРОШУНОВА А.П., ФИЛАТОВА Е.А. Создание электрохимических сенсоров для определения допамина в присутствии аскорбиновой кислоты, Успехи в химии и химической технологии, N 4(72), том 21, 2007, с.60-64. BAI H., WANG C. et al. A Novel Sensitive Electrochemical Sensor for Podophyllotoxin Assay Based on the Molecularly Imprinted Poly-o-Phenylenediamine Film, Journal of Nanoscience and Nanotechnology, Volume 15, Number 3, March 2015, pp. 2456-2463(8). * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU175461U1 (en) * | 2017-07-18 | 2017-12-05 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тульский государственный университет" (ТулГУ) | DEVICE FOR DETERMINING THE CONTENT OF GLUCOSE, LACTATE, ETHANOL AND STARCH IN THE JOINT PRESENCE |
| RU2753850C1 (en) * | 2020-09-30 | 2021-08-24 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Саратовский национальный исследовательский государственный университет имени Н.Г. Чернышевского" | Method for producing molecular-imprinted polymer |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2015113453A (en) | 2016-11-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Diouf et al. | Development and characterization of an electrochemical biosensor for creatinine detection in human urine based on functional molecularly imprinted polymer | |
| Ou et al. | Frontiers in electrochemical sensors for neurotransmitter detection: towards measuring neurotransmitters as chemical diagnostics for brain disorders | |
| Xu et al. | Flexible biosensors for the impedimetric detection of protein targets using silk-conductive polymer biocomposites | |
| Ayankojo et al. | Molecularly imprinted polymer based electrochemical sensor for quantitative detection of SARS-CoV-2 spike protein | |
| Ribeiro et al. | Electrochemical detection of cardiac biomarker myoglobin using polyphenol as imprinted polymer receptor | |
| Tabrizi et al. | An ultrasensitive molecularly imprinted polymer-based electrochemical sensor for the determination of SARS-CoV-2-RBD by using macroporous gold screen-printed electrode | |
| Mugo et al. | Flexible molecularly imprinted electrochemical sensor for cortisol monitoring in sweat | |
| Scheller et al. | Molecularly imprinted polymer-based electrochemical sensors for biopolymers | |
| Moreira et al. | Electrochemical biosensor based on biomimetic material for myoglobin detection | |
| RU2604688C2 (en) | Electrochemical biosensor for direct recording of myoglobin based on carbon nanotubes and molecular imprinted polymer based on o-phenylenediamine and preparation method thereof | |
| Shumyantseva et al. | Electrosynthesis and binding properties of molecularly imprinted poly-o-phenylenediamine for selective recognition and direct electrochemical detection of myoglobin | |
| Janegitz et al. | The application of graphene for in vitro and in vivo electrochemical biosensing | |
| Stojanovic et al. | Electrosynthesized molecularly imprinted polyscopoletin nanofilms for human serum albumin detection | |
| Karimian et al. | An ultrasensitive molecularly-imprinted human cardiac troponin sensor | |
| Yeasmin et al. | Nano gold-doped molecularly imprinted electrochemical sensor for rapid and ultrasensitive cortisol detection | |
| Karunakaran et al. | Biosensors and bioelectronics | |
| Canfarotta et al. | A novel capacitive sensor based on molecularly imprinted nanoparticles as recognition elements | |
| Moreira et al. | Protein-responsive polymers for point-of-care detection of cardiac biomarker | |
| Cai et al. | A molecular-imprint nanosensor for ultrasensitive detection of proteins | |
| Tchinda et al. | Recognition of protein biomarkers using epitope-mediated molecularly imprinted films: Histidine or cysteine modified epitopes? | |
| Chen et al. | Detection of uric acid based on multi-walled carbon nanotubes polymerized with a layer of molecularly imprinted PMAA | |
| Silva et al. | A carbon nanotube screen-printed electrode for label-free detection of the human cardiac troponin T | |
| Liu et al. | Electrochemical sensor for the determination of brucine in human serum based on molecularly imprinted poly-o-phenylenediamine/SWNTs composite film | |
| Özcan et al. | Poly (pyrrole-3-carboxylic acid)-modified pencil graphite electrode for the determination of serotonin in biological samples by adsorptive stripping voltammetry | |
| Moreira et al. | Novel sensory surface for creatine kinase electrochemical detection |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| QB4A | Licence on use of patent |
Free format text: LICENCE Effective date: 20171121 |