Manufaktur industri
Industri Internet of Things | bahan industri | Pemeliharaan dan Perbaikan Peralatan | Pemrograman industri |
home  MfgRobots >> Manufaktur industri >  >> Industrial materials >> bahan nano

Sebuah Nanobiosensor Magnetoelastis Baru untuk Deteksi Atrazin yang Sangat Sensitif

Abstrak

Di sini, pertama-tama kami melaporkan nanobiosensor magnetoelastik nirkabel (ME), berdasarkan bahan ME dan nanopartikel emas (AuNPs), untuk deteksi atrazin yang sangat sensitif menggunakan immunoassay kompetitif. Menanggapi medan magnet yang berubah-ubah terhadap waktu, material ME bergetar secara longitudinal pada frekuensi resonansinya yang dapat dipengaruhi oleh beban massanya. Lapisan lapisan AuNPs pada bahan ME berkontribusi pada biokompatibilitas, stabilitas, dan sensitivitasnya. Antibodi atrazin diorientasikan diimobilisasi pada permukaan material ME berlapis AuNPs melalui protein A, meningkatkan kinerja nanobiosensor. Analisis mikroskop gaya atom (AFM) membuktikan bahwa imobilisasi antibodi atrazin berhasil. Selanjutnya, untuk meningkatkan sensitivitas, konjugat atrazin-albumin (Atr-BSA) diinduksi untuk bersaing dengan atrazin untuk mengikat dengan antibodi atrazin, memperkuat respons sinyal. Pergeseran frekuensi resonansi berbanding terbalik dan berbanding lurus dengan logaritma konsentrasi atrazin mulai dari 1 ng/mL hingga 100 μg/mL, dengan sensitivitas 3,43 Hz/μg mL −1 dan batas deteksi 1 ng/mL, yang jauh lebih rendah dari standar yang ditetapkan oleh Badan Perlindungan Lingkungan AS (EPA). Hasil eksperimen menunjukkan bahwa nanobiosensor ME menunjukkan spesifisitas dan stabilitas yang kuat terhadap atrazin. Studi ini memberikan metode baru yang nyaman untuk deteksi atrazin yang cepat, selektif, dan sangat sensitif, yang berimplikasi pada penerapannya dalam pemantauan kualitas air dan bidang deteksi lingkungan lainnya.

Pengantar

Dengan pesatnya perkembangan industri dan pertanian, semakin banyak kontaminan lingkungan yang dilepaskan ke lingkungan ekologi [1], yang menyebabkan kekhawatiran luas tentang penelitian yang relevan [2, 3]. Dalam beberapa tahun terakhir, herbisida telah digunakan dalam jumlah yang meningkat untuk meningkatkan kualitas dan hasil di bidang pertanian, tetapi banyak herbisida dapat tetap aktif di air dan tanah selama bertahun-tahun yang menyebabkan pencemaran lingkungan yang serius [4]. Pencemaran herbisida telah menarik perhatian yang cukup besar karena kontaminasi ekologi dalam air atau produk pertanian [5]. Di antara herbisida, atrazin (2-chloro-4-ethylamino-6-isopropylamino-1, 3, 5-triazine) adalah yang paling banyak digunakan untuk tanaman berdaun lebar dan pengendalian gulma berumput di seluruh dunia [6].

Meskipun atrazin memiliki efek penghambatan tertentu pada beberapa gulma abadi, sebagai kontaminan lingkungan, sangat beracun [7] dan dapat menyebabkan risiko kesehatan bagi manusia dan spesies hewan lainnya [8]. Asupan atrazin konsentrasi tinggi jangka panjang dapat mengganggu kesehatan hewan atau manusia, seperti kanker, cacat lahir, dan kerusakan pada jantung dan hati [9, 10]. Amerika Serikat, Uni Eropa, dan Jepang semuanya memasukkan atrazin dalam daftar bahan kimia pengganggu endokrin [11]. Di Amerika Serikat, Environmental Protection Agency (EPA) mengizinkan batas yang diizinkan 3 g/L (Lifetime Health Advisory Level) atrazin dalam air minum [12]. Oleh karena itu, penting untuk mengukur secara akurat atrazin pada konsentrasi rendah.

Banyak teknik analitik konvensional telah dikembangkan untuk deteksi atrazin, termasuk LC digabungkan ke spektrometri massa (LC-MS) [13], kromatografi cair kinerja tinggi (HPLC) [14], dan kromatografi gas digabungkan juga dengan spektrometri massa (GC-MS). ) [15], tetapi metode ini juga memiliki beberapa keterbatasan, seperti biaya tinggi, kebutuhan instrumen yang besar, selektivitas yang buruk, dan memakan waktu [16].

Sebagai platform yang peka terhadap massa nirkabel, sensor magnetoelastik (ME) yang terbuat dari bahan ME telah dikembangkan secara luas untuk berbagai aplikasi karena keunggulan kritisnya yaitu biaya rendah, sensitivitas tinggi, ukuran lebih kecil, dan kemudahan penggunaan [17, 18]. Saat ini, sensor ME biasanya terbuat dari bahan paduan feromagnetik amorf, seperti Metglas 2826 MB (Fe40 Ni38 Mo4 B18 ) [19]. Di bawah medan magnet statis dan bolak-balik yang diterapkan secara eksternal, material ME bergetar secara longitudinal pada frekuensi resonansinya [20], menghasilkan kerapatan fluks magnet yang dapat dideteksi secara nirkabel oleh koil pickup tanpa koneksi fisik langsung [21]. Menurut Persamaan. (1) [22], frekuensi resonansi dasar f 0 tergantung pada panjang bahan L , kepadatan ρ , modulus elastisitas E , dan rasio Poisson v .

$$ {f}_0=\frac{1}{2L}\sqrt{\frac{E}{\rho \left(1-{v}^2\right)}} $$ (1)

Beban massa tambahan kecil ∆m diendapkan pada permukaan material ME yang bermassa M (m M ) menyebabkan pergeseran frekuensi resonansi (∆f ), yang diberikan oleh Persamaan. (2) [23].

$$ \frac{\Delta f}{\Delta m}=-\frac{f_0}{2M} $$ (2)

Berdasarkan sifat unik bahan ME di atas, frekuensi resonansi bahan ME berkurang dengan peningkatan beban massa ekstra. Dengan demikian, melalui fungsinya dengan film penginderaan, bahan ME telah dikembangkan untuk analisis fisik, kimia, dan biologis, seperti deteksi stres/tekanan [24], suhu/kelembaban [25], karbon dioksida [26], endotoksin [27], Salmonella typhimurium/Bacillus anthracis spora [28], dan Escherichia coli O157:H7 [29]. Namun, sepengetahuan kami, tidak ada aplikasi materi ME yang diterapkan pada deteksi atrazin.

Dalam penelitian ini, memanfaatkan sifat dan keunggulannya yang luar biasa, pertama-tama kami mengusulkan nanobiosensor ME nirkabel yang menggunakan bahan ME sebagai substrat dan nanopartikel emas (AuNPs) sebagai lapisan pelapis, untuk deteksi atrazin pada tingkat ppb berdasarkan immunoassay kompetitif langsung Prosedur. Dibandingkan dengan imobilisasi antibodi kovalen-acak, strategi berorientasi kovalen lebih bermanfaat untuk meningkatkan sensitivitas nanobiosensor. Karena protein A adalah alternatif yang menarik untuk mengikat secara spesifik dengan wilayah imunoglobulin Fc antibodi, itu digunakan untuk imobilisasi berorientasi antibodi atrazin [30], memberikan kepadatan imobilisasi tertinggi, untuk menunjukkan efisiensi pengikatan antigen yang lebih baik dan meningkatkan kinerja nanobiosensor. [31]. Immunoassay kompetitif langsung untuk atrazin dibangun dengan imobilisasi berorientasi antibodi atrazin terhadap protein A yang dimodifikasi secara kovalen pada permukaan bahan ME berlapis AuNPs, diikuti oleh reaksi kompetitif konjugat atrazin-albumin (Atr-BSA) dan atrazin dengan antibodi atrazin. Atr-BSA diinduksi untuk memperkuat respons sinyal, yang pada gilirannya secara signifikan meningkatkan sensitivitas nanobiosensor. Efisiensi nanobiosensor ME dievaluasi, menunjukkan bahwa nanobiosensor ME baru untuk mendeteksi konsentrasi jejak atrazin berhasil dikembangkan.

Bahan dan Metode

Materi

Antibodi atrazin, antigen konjugat atrazin-albumin (Atr-BSA), atrazin, dan protein A dibeli dari EastCoast Bio (Maine, USA). Simazine, prometryn, dan dichlorodiphenyltrichloroethane (DDT) diperoleh dari Chengdu Huaxia Chemical Reagent Co., Ltd. Cysteamine, 1-ethyl-3-(3-dimethylaminopropyl) carbodiimide hydrochloride (EDC), N -hydroxysulfosuccinimide (NHS), bovine serum albumin (BSA, 99%), dan phosphate-buffered saline (PBS buffer, pH =7,4) dibeli dari Sigma-Aldrich Corporation (Saint Louis, MO, USA).

Fabrikasi Nanobiosensor SAYA

Persiapan Platform Nanosensor ME

Pita bahan ME terdiri dari paduan Metglas 2826 (Fe40 Ni38 Mo4 B18 ) dibeli dari Honeywell Corporation (Morristown, NJ,USA) dan dipotong menjadi 5 mm × 1 mm × 0,028 mm menggunakan mesin pemotong laser yang dikendalikan komputer. Untuk menghilangkan film organik dan puing-puing, pita ME dibersihkan secara ultrasonik dalam aseton dan etanol masing-masing selama 10 menit dan dibilas dalam air deionisasi, kemudian dikeringkan dalam aliran nitrogen (Gbr. 1a). Lapisan nanopartikel kromium setebal ~ 100 nm diteteskan di kedua sisi permukaan pita ME untuk meningkatkan daya rekat antara AuNP dan permukaan pita. Selanjutnya, kedua sisi permukaan pita ME berlapis kromium disemprot dengan AuNPs untuk meningkatkan biokompatibilitas dan melindungi pita dari oksidasi dan korosi. Gambar mikroskop elektron pemindaian (SEM) pada Gambar 1 menunjukkan bahwa AuNP yang dilapisi pada pita ME berukuran bulat. AuNPs dan -SH dapat dengan mudah membentuk ikatan Au-S. Selain karena keunggulannya yang menarik dari harga rendah, non-korosi, biokompatibilitas, dan nontoksisitas [32], AuNPs dapat memberikan antarmuka yang sangat baik untuk modifikasi elemen kimia atau bio-rekognisi [33, 34]. Setelah itu, pita ME dianil dalam oven vakum pada 200 ° C selama 2 jam untuk menghilangkan sisa tekanan internal dan mempromosikan adhesi lapisan AuNPs ke pita ME. Kemudian, platform nanosensor ME selesai dan siap untuk imobilisasi antibodi atrazin (Gbr. 1b).

Representasi skematis dari prosedur fungsionalisasi nanobiosensor ME:(a ) pita ME telanjang; (b ) lapisan AuNPs; (c ) lapisan SAM; (d ) imobilisasi protein A; (e ) modifikasi antibodi; (f ) pemblokiran BSA; (g ) atrazine dan Atr-BSA secara kompetitif dikombinasikan dengan antibodi; Gambar SEM dari permukaan nanosensor berlapis AuNPs

Imobilisasi Antibodi Atrazin

Platform nanosensor berlapis AuNPs dibersihkan secara ultrasonik dengan aseton, isopropanol, air deionisasi, dan etanol masing-masing selama 5 menit, dan dikeringkan di bawah aliran nitrogen. Kemudian, platform nanosensor direndam ke dalam larutan cysteamine (10 mM) selama 12 jam pada suhu kamar untuk mendapatkan monolayer rakitan sendiri (SAM) (Gbr. 1c). Protein A (1 mg/mL) diaktifkan dengan 4 mg/mL EDC-4 mg/mL NHS selama 30 menit pada suhu kamar. Setelah itu, protein A yang diaktifkan diinkubasi pada nanosensor yang dimodifikasi SAM selama 30 menit pada suhu 37 °C dan dibilas dengan buffer PBS (Gbr. 1d). Platform nanosensor kemudian diinkubasi dengan antibodi atrazin selama 50 menit dan dicuci dengan buffer PBS (Gbr. 1e). Untuk mencegah adsorpsi non-spesifik, nanosensor berlapis antibodi atrazin diperlakukan lebih lanjut dengan 0,5% BSA selama 30 menit, dan kemudian dibilas dengan buffer PBS untuk menghilangkan BSA yang tidak terikat dan dikeringkan di bawah aliran nitrogen. Akhirnya, nanobiosensor ME dibuat untuk deteksi atrazin (Gbr. 1f).

Pengukuran Sinyal

Frekuensi resonansi nanobiosensor ME diukur menggunakan kumparan pickup yang dililitkan di sekitar botol, bersama dengan penganalisis jaringan vektor (AV3620A, Institut CETC ke-41, Qingdao, Cina), seperti yang ditunjukkan secara skematis pada Gambar. 2. Untuk menghasilkan tegangan bolak-balik medan magnet, penganalisis jaringan yang terhubung dengan koil pickup dioperasikan di S11 mode untuk memberikan sinyal frekuensi sapuan ke koil, dan dapat memantau sinyal yang dipantulkan dari koil. Selain itu, medan magnet statis yang dihasilkan oleh magnet batang diterapkan untuk meningkatkan perilaku resonansi. Nanobiosensor secara vertikal dan nirkabel (tanpa koneksi kabel dengan sistem pengukuran) dimasukkan ke dalam botol berisi 30 L larutan sampel yang akan diuji. Semua percobaan dilakukan pada suhu kamar (25 ± 2 °C) dalam sistem pelarut PBS (0,1 M, pH 7,4). Frekuensi resonansi nanobiosensor dapat ditentukan melalui pengukuran S11 parameter, yang dipantau dan dicatat setiap 5 menit.

Representasi skema dari sistem pengukuran nanobiosensor ME nirkabel

Hasil dan Diskusi

Karakterisasi Morfologi Permukaan Nanobiosensor

Pengamatan mikroskop gaya atom (AFM, ND-100, Park System, Korea) pada permukaan nanobiosensor dilakukan untuk menguji efek imobilisasi antibodi atrazin. Gambar AFM dari nanobiosensor berlapis AuNPs dan permukaan nanobiosensor yang dimodifikasi antibodi disajikan pada Gambar. 3a, b, masing-masing. Jelas bahwa peningkatan kekasaran permukaan dihasilkan dari antibodi atrazin yang diimobilisasi secara kovalen. Analisis komprehensif topografi penampang AFM menunjukkan bahwa nanobiosensor berlapis AuNPs memiliki variasi ketinggian 13,421 nm; namun, nilainya meningkat menjadi 28.425 nm setelah modifikasi antibodi. Sebagaimana diketahui bahwa diameter molekul antibodi sekitar 15 nm, jelas disimpulkan bahwa imobilisasi antibodi atrazin berhasil.

Gambar AFM dari (a ) berlapis AuNPs dan (b ) permukaan nanobiosensor yang dimodifikasi antibodi

Optimasi Konsentrasi Antibodi Atrazin

Konsentrasi imobilisasi antibodi memiliki pengaruh penting pada sensitivitas nanobiosensor. Oleh karena itu, perlu dilakukan evaluasi respon frekuensi resonansi nanobiosensor dengan konsentrasi imobilisasi antibodi atrazin yang berbeda (25 g/mL, 50 g/mL, 75 g/mL, 100 g/mL). Dari Gambar 4, kita dapat melihat bahwa pergeseran frekuensi resonansi mencapai maksimum pada 50 g/mL. Ketika konsentrasi antibodi atrazin naik ke 75 g/mL, respon mulai menurun karena halangan sterik dan tolakan elektrostatik [35]. Artinya, antibodi atrazin 50 g/mL dapat mencapai imobilisasi yang relatif jenuh. Jadi, 50 g/mL adalah konsentrasi optimal antibodi atrazin untuk imobilisasi.

Respons frekuensi ME nanobiosensor dengan konsentrasi imobilisasi yang berbeda dari antibodi atrazin (0 g/mL, 25 g/mL, 50 g/mL, 75 g/mL, 100 g/mL)

Optimasi untuk Konsentrasi Atr–BSA

Dalam reaksi imun, atrazin dan Atr-BSA bersaing untuk jumlah situs antibodi atrazin yang terbatas pada permukaan nanobiosensor. Oleh karena itu, dengan konsentrasi optimal antibodi atrazin untuk imobilisasi, konsentrasi kerja Atr-BSA, sebagai faktor penting, mempengaruhi sensitivitas nanobiosensor. Proses optimasi diselidiki dengan menentukan respons frekuensi resonansi nanobiosensor ME terhadap Atr-BSA dengan konsentrasi yang berbeda (20 g/mL, 40 g/mL, 60 g/mL, 80 g/mL). Seperti ditunjukkan pada Gambar. 5, respon maksimum diamati pada 40 g/mL. Jadi 40 g/mL Atr–BSA digunakan dalam penentuan berikut.

Respons frekuensi ME nanobiosensor terhadap Atr–BSA dengan konsentrasi yang berbeda (20 g/mL, 40 g/mL, 60 g/mL, 80 g/mL)

Deteksi Atrazin

Gambar 6 menggambarkan respons frekuensi real-time dari nanobiosensor ME yang diukur dalam campuran sampel 15 L Atr–BSA (40 g/mL) dan 15 L atrazin dengan konsentrasi berbeda (0 ng/mL, 1 ng/mL, 10 ng /mL, 100 ng/mL, 1000 ng/mL, 10 g/mL, 50 g/mL, 100 g/mL). Seperti yang ditunjukkan pada Gambar. 1g, atrazin dan Atr-BSA secara kompetitif dikombinasikan dengan antibodi yang diimobilisasi pada permukaan nanobiosensor, yang pada gilirannya menyebabkan peningkatan beban massa pada permukaan nanobiosensor, akibatnya menyebabkan penurunan frekuensi resonansi dengan inkubasi waktu. Jelas dari Gambar 6 bahwa respons kondisi tunak umumnya dicapai sekitar 50 menit. Konsentrasi Atr-BSA dan jumlah situs antibodi atrazin ditetapkan, sehingga jumlah Atr-BSA yang terikat pada nanobiosensor berbanding terbalik dengan konsentrasi atrazin dalam larutan. Berat molekul Atr-BSA lebih besar dari atrazin. Oleh karena itu, frekuensi resonansi nanobiosensor berubah berbanding terbalik dengan konsentrasi atrazin dalam larutan. Seperti ditunjukkan pada Gambar. 6, laju dan besarnya pergeseran frekuensi resonansi menurun dengan meningkatnya konsentrasi atrazin, dan konsentrasi atrazin yang lebih tinggi dapat menyebabkan pergeseran frekuensi resonansi yang lebih kecil. Gambar 6 kurva * mewakili respons latar belakang dari sensor kontrol kosong (tanpa imobilisasi antibodi atrazin) ke Atr-BSA, yang kira-kira 48 Hz jauh lebih kecil daripada sinyal deteksi, yang menunjukkan bahwa adsorpsi non-spesifik dapat diabaikan. Dengan demikian, konsentrasi atrazin dapat dideteksi melalui pergeseran frekuensi resonansi nanobiosensor ME nirkabel, dengan hubungan berbanding terbalik.

Respons frekuensi real-time pada konsentrasi atrazin yang berbeda mulai dari 0 hingga 100 g/mL. * Respon kontrol kosong (tanpa imobilisasi antibodi atrazin) terhadap Atr–BSA

Kurva kalibrasi standar untuk deteksi atrazin pada nanobiosensor ME selama 50 menit pertama ditunjukkan pada Gambar 7. Untuk setiap konsentrasi, percobaan kalibrasi nanobiosensor dilakukan lima kali dalam kondisi yang sama. Ditemukan bahwa pergeseran frekuensi resonansi linier dengan nilai logaritma konsentrasi atrazin mulai dari 1 ng/mL sampai 100 g/mL, yang dapat diwakili oleh ∆f = 54.717 log C Atrazin 442.45 (R 2 = 0.971). Sensitivitas dihitung menjadi 3,43 Hz/μg mL −1 . Jelas dari Gambar 7 bahwa batas deteksi (LOD) adalah 1 ng/mL, yang secara signifikan lebih rendah dari batas atas yang diizinkan untuk atrazin 3 g/L yang diberikan dalam EPA AS, memenuhi standar yang tersedia saat ini. Selain itu, batas deteksi ternyata lebih rendah daripada metode yang dilaporkan sebelumnya [36, 37]. Telah ditunjukkan bahwa nanobiosensor berbiaya rendah, nirkabel, dan sangat sensitif berhasil dibuat untuk mendeteksi atrazin secara real-time.

Kurva kalibrasi:pergeseran 50 menit dalam frekuensi resonansi sebagai fungsi dari konsentrasi atrazin yang berbeda

Karena atrazin adalah molekul kecil, pendekatan immunoassay kompetitif langsung digunakan untuk meningkatkan sensitivitas nanobiosensor ME. Dalam immunoassay kompetitif langsung, antibodi dimodifikasi pada permukaan sensor dan respons sinyal dihasilkan dari pengikatan molekul Atr-BSA. Sebaliknya, dalam immunoassay kompetitif tidak langsung, Atr-BSA diimobilisasi pada permukaan sensor dan respons dihasilkan dari pengikatan molekul antibodi. Menurut penelitian literatur [38] dan hasil kami, immunoassay kompetitif langsung layak untuk pemantauan molekul kecil. Immunoassay kompetitif tidak langsung sangat sensitif terhadap sampel analit dengan konsentrasi jejak [39]. Meskipun immunoassay kompetitif tidak langsung memiliki sensitivitas yang lebih tinggi [40, 41], mungkin rumit untuk dioperasikan dan sulit diimplementasikan untuk penggunaan berulang yang dapat diandalkan [36]. Namun, immunoassay kompetitif langsung sangat cepat, mudah digunakan, dan mandiri—tidak memerlukan reagen tambahan [36]. Jadi, untuk pengembangan di masa depan, immunoassay kompetitif langsung mungkin merupakan metode yang paling menjanjikan.

Spesifikasi Nanobiosensor SAYA

Spesifisitas nanobiosensor ME terhadap atrazin diselidiki dengan menentukan respons nanobiosensor terhadap beberapa pestisida lain, seperti prometrin, simazin, dan DDT, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 8. Terbukti dari Gambar 8 bahwa nanobiosensor ME menunjukkan sedikit tanggapan terhadap hal ini. gangguan karena penyerapan non-spesifik, dan respon terhadap prometrin dan simazine sedikit lebih besar dari DDT, yang memiliki tingkat respon yang sama dengan larutan blanko. Mungkin karena fakta bahwa baik prometrin dan simazin memiliki struktur yang mirip dengan atrazin, yang termasuk dalam pestisida triazin; Namun, DDT adalah sejenis insektisida organoklorin. Hasilnya menunjukkan bahwa atrazin secara efektif dikenali dan secara khusus dikombinasikan dengan antibodi yang diimobilisasi pada permukaan nanobiosensor. Dengan demikian, nanobiosensor ME menunjukkan spesifisitas yang kuat untuk deteksi atrazin.

Respon frekuensi resonansi nanobiosensor ME terhadap interferensi lain dengan konsentrasi 100 g/mL

Stabilitas Nanobiosensor SAYA

Gambar 9 menunjukkan stabilitas nanobiosensor ME terhadap deteksi atrazin. Enam nanobiosensor ME yang sama disiapkan dan disimpan dalam suhu 4 °C, masing-masing diuji terhadap 10 ng/mL atrazin setiap hari hingga 6 hari. Setiap siklus deteksi tunggal hanya menguji satu nanobiosensor selama 50 menit. Jelas bahwa respons frekuensi resonansi nanobiosensors tetap hampir konstan dan deviasi standar relatif (RSD) dihitung menjadi 1,8%. Hasilnya menunjukkan bahwa nanobiosensor ME menunjukkan stabilitas yang sangat baik untuk deteksi atrazin.

Pengukuran stabilitas 10 ng/mL atrazin pada nanobiosensor ME

Kesimpulan

Nanobiosensor ME nirkabel berdasarkan bahan ME dan AuNPs berhasil dikembangkan untuk deteksi atrazin secara real-time dan sangat sensitif menggunakan immunoassay kompetitif. Imobilisasi berorientasi antibodi atrazin melalui protein A meningkatkan kinerja nanobiosensor. Atr-BSA dengan massa molekul berat dan atrazin secara kompetitif dikombinasikan dengan antibodi atrazin pada permukaan nanobiosensor, memperkuat respons sinyal, yang pada gilirannya meningkatkan sensitivitas. Pergeseran frekuensi resonansi yang terutama disebabkan oleh ikatan Atr-BSA berbanding terbalik dengan konsentrasi atrazin target. Selain itu, konsentrasi kerja antibodi atrazin dan Atr-BSA dioptimalkan masing-masing menjadi 50 g/mL dan 40 g/mL. Dalam kondisi optimal, nanobiosensor ME menampilkan rentang penentuan linier yang luas untuk atrazin dari 1 ng/mL hingga 100 g/mL, dengan sensitivitas yang memuaskan sebesar 3,43 Hz/μg mL −1 dan batas deteksi 1 ng/mL yang cukup untuk persyaratan legislatif dan lebih rendah dari metode lain yang dilaporkan. Gambar AFM memverifikasi bahwa antibodi atrazin berhasil dilumpuhkan pada permukaan nanobiosensor dengan cara yang berorientasi. Hasil eksperimen menunjukkan bahwa nanobiosensor ME memiliki spesifisitas dan stabilitas yang tinggi terhadap atrazin. Manfaat dari efeknya pada batas deteksi, kesederhanaan, properti sekali pakai, dan sifat nirkabel, penelitian ini tidak hanya mengusulkan metode baru untuk deteksi atrazin yang sangat sensitif tetapi juga menunjukkan potensi kepraktisan untuk deteksi kontaminan lingkungan lainnya dan pemantauan kualitas air.

Singkatan

AFM:

Mikroskop kekuatan atom

Atr–BSA:

Antigen konjugasi atrazin-albumin

AuNP:

Nanopartikel emas

BSA:

Albumin serum sapi

DDT:

Diklorodifeniltrikloroetana

EDC:

1-Etil-3-(3-dimetilaminopropil) karbodiimida hidroklorida

SAYA:

Magnetoelastik

NHS:

T -Hidroxysulfosuccinimide

PBS:

Garam dengan buffer fosfat

SAM:

Lapisan tunggal yang dirakit sendiri

SEM:

Pemindaian mikroskop elektron

EPA AS:

Badan Perlindungan Lingkungan di Amerika Serikat


bahan nano

  1. Peragaan Biosensor Berbasis Grafena yang Fleksibel untuk Deteksi Sel Kanker Ovarium yang Sensitif dan Cepat
  2. Optimalisasi Film Tipis Sangat Reflektif untuk Mikro-LED Sudut Penuh
  3. Nanodot Karbon sebagai Nanosensor Mode Ganda untuk Deteksi Selektif Hidrogen Peroksida
  4. Biosensor DNA Elektrokimia yang Sangat Sensitif dari Nano-komposit Akrilik-Emas untuk Penentuan Jenis Kelamin Ikan Arwana
  5. Deteksi Glukosa Elektrokimia Nonenzimatik Sensitif Berdasarkan NiO Berpori Berpori
  6. Sensor Kimia Etanol Sangat Sensitif Berdasarkan Novel Ag-Doped Mesopori α–Fe2O3 Disiapkan dengan Proses Sol-Gel Modifikasi
  7. Imunosensor Magnetoelastik Baru untuk Mendeteksi Antigen Karsinoembrionik Secara Ultrasensitif
  8. Deteksi Hg2+ Sangat Selektif dan Sensitif Berdasarkan Transfer Energi Resonansi Förster antara Titik Kuantum CdSe dan Nanosheet g-C3N4
  9. Metode Sensitif untuk Mendeteksi Cacat Transistor
  10. Penerima Optik Sensitif untuk Ruang