Khảo sát Interactions Sinh phân tử trên Bề mặt Dẫn điện và Bán dẫn bằng Phổ Thẩm điện: Lộ trình đến cảm biến Miễn dịch, Cảm biến DNA và Cảm biến Enzyme
Tóm tắt
Phổ thẩm điện là một kỹ thuật điện hóa đang phát triển nhanh chóng để đặc trưng hóa các điện cực chức năng sinh liệu và các chuyển đổi sinh xúc tác tại bề mặt điện cực, cụ thể là cho việc chuyển đổi sự kiện sinh biến tại các điện cực hoặc các thiết bị transistor hiệu ứng trường. Việc cố định các sinh liệu, ví dụ, enzyme, kháng nguyên/kháng thể hoặc DNA trên các điện cực hoặc bề mặt chất bán dẫn làm thay đổi điện dung và điện trở chuyển điện bề mặt của các điện cực dẫn điện hoặc bán dẫn. Phổ thẩm điện cho phép phân tích các thay đổi ở giao diện bắt nguồn từ các sự kiện sinh nhận tại bề mặt điện cực. Động học và cơ chế của các quá trình truyền điện tương ứng với các phản ứng sinh xúc tác diễn ra tại các điện cực đã được sửa đổi cũng có thể được rút ra từ phổ thẩm điện Faradaic. Nhiều cảm biến miễn dịch khác nhau sử dụng các phép đo trở kháng để chuyển đổi quá trình hình thành phức hợp kháng nguyên - kháng thể trên các bộ chuyển đổi điện tử đã được phát triển. Tương tự, các cảm biến DNA sử dụng các phép đo trở kháng như tín hiệu đọc cũng đã được phát triển. Việc phát hiện khuếch đại DNA phân tích đã được thực hiện bằng cách kết hợp các liposome chức năng hoặc bằng cách liên kết các phức hợp sinh xúc tác với giao diện cảm biến cung cấp quá trình lắng đọng sinh xúc tác của sản phẩm không tan trên các điện cực. Việc phát hiện khuếch đại DNA virus và các kiểu không khớp đơn vị trong DNA đã được thực hiện bằng các phương pháp tương tự. Sự thay đổi của các đặc điểm giao diện của các bề mặt cổng của transistor hiệu ứng trường (FET) khi hình thành phức hợp kháng nguyên - kháng thể hoặc lắp ráp các mảng protein đã được khảo sát thông qua các phép đo trở kháng và cụ thể là thông qua các phép đo dẫn điện. Phổ thẩm điện cũng được áp dụng để đặc trưng hóa các cảm biến sinh dựa trên enzyme. Việc tái tạo các apo-enzyme trên các điện cực chức năng cofactor và sự hình thành các phức hợp gắn bó giữa cofactor và enzyme trên các điện cực đã được khảo sát bằng phổ thẩm điện Faradaic. Ngoài ra, các phản ứng sinh xúc tác xảy ra trên bề mặt điện cực đã được phân tích bằng phổ thẩm điện. Nền tảng lý thuyết của các phương pháp khác nhau và ứng dụng thực tiễn của chúng trong các quy trình phân tích đã được trình bày trong bài viết này.
Từ khóa
Tài liệu tham khảo
Willner I., 2002, Electroanalytical Methods of Biological Materials, 43
Bartlett P. N., 1991, Prog. React. Kinet., 16, 55
Bard A. J., 1980, Electrochemical Methods: Fundamentals and Applications
Stoynov Z. B., 1991, Electrochemical Impedance
Valdes J. J., 1988, Johns Hopkins APL Technical Digest, 9, 4
Finklea H. O., Electroanalytical Chemistry
Ameur S., 1997, Proc. Electrochem. Soc., 19, 1019
Yang M. S., 1997, Anal. Chim. Acta, 364, 259
Friebe A., 1993, Sens. Mater., 5, 65