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Signal-Enhanced Immunosensor-Based MOF-Derived ZrO2 Nanomaterials as Electrochemiluminescence Emitter for D-Dimer Detection
Analytical Chemistry ( IF 6.7 ) Pub Date : 2023-08-29 , DOI: 10.1021/acs.analchem.3c02289
Qingze Zeng 1 , Xue Dong 1 , Xiang Ren 1 , Dan Wu 1 , Hongmin Ma 1 , Yueyun Li 2 , Qin Wei 1, 3
Analytical Chemistry ( IF 6.7 ) Pub Date : 2023-08-29 , DOI: 10.1021/acs.analchem.3c02289
Qingze Zeng 1 , Xue Dong 1 , Xiang Ren 1 , Dan Wu 1 , Hongmin Ma 1 , Yueyun Li 2 , Qin Wei 1, 3
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Metal oxide nanomaterials have garnered significant attention in the field of electrochemiluminescence (ECL) sensing due to their efficient, stable, and nontoxic properties. However, the current research on metal oxide nanomaterials has primarily focused on their cathodic luminescence properties, with limited reports on their anodic ECL properties. In this study, we utilized MOF-derived ZrO2 nanomaterials as luminophores to generate stable anodic ECL signals in the presence of the coreactant tripropylamine (TPrA). Additionally, a signal-enhancing immunosensor was developed to analyze D-dimer by incorporating the coreaction accelerator Cu-doped TiO2 (TiO2–Cu). The ZrO2 synthesized by calcining UiO-67 demonstrated nontoxicity and biocompatibility, exhibiting efficient and stable ECL emission in a TPrA solution. The inclusion of TiO2–Cu as a coreaction accelerator in the immunosensor resulted in the formation of a ternary system of ZrO2/TiO2–Cu/TPrA. The Cu doping effectively narrowed the bandgap of TiO2 and enhanced its conductivity. As a substrate, TiO2–Cu reacted with more TPrA, generating sufficient free radicals to effectively enhance the ECL signal of ZrO2. In this article, a short peptide ligand, NFC (NARKFYKGC), was designed to immobilize antibodies and maintain the activity of antigen-binding sites during the construction of the immunosensor. The developed immunosensor was used for the accurate detection of D-dimers, with a wide linear range of 0.05–600 ng/mL and a low detection limit of 21 pg/mL..
中文翻译：
基于信号增强免疫传感器的 MOF 衍生 ZrO2 纳米材料作为电化学发光发射器用于 D-二聚体检测
金属氧化物纳米材料因其高效、稳定和无毒的特性而在电化学发光（ECL）传感领域引起了广泛关注。然而，目前金属氧化物纳米材料的研究主要集中在其阴极发光性能，而对其阳极ECL性能的报道有限。在本研究中，我们利用 MOF 衍生的 ZrO 2纳米材料作为发光体，在共反应物三丙胺 (TPrA) 存在的情况下产生稳定的阳极 ECL 信号。此外，还开发了一种信号增强免疫传感器，通过结合共反应加速剂掺铜 TiO 2 (TiO 2 –Cu) 来分析 D-二聚体。通过煅烧UiO-67合成的ZrO 2表现出无毒性和生物相容性，在TPrA溶液中表现出高效且稳定的ECL发射。在免疫传感器中加入TiO 2 –Cu作为共反应促进剂导致形成ZrO 2 /TiO 2 –Cu/TPrA三元体系。Cu的掺杂有效地缩小了TiO 2的带隙并增强了其电导率。TiO 2 -Cu作为底物与更多的TPrA反应，产生足够的自由基，有效增强ZrO 2的ECL信号。在本文中，设计了一种短肽配体NFC（NARKFYKGC），用于在免疫传感器构建过程中固定抗体并维持抗原结合位点的活性。开发的免疫传感器用于准确检测D-二聚体，具有0.05-600 ng/mL的宽线性范围和21 pg/mL的低检测限。
更新日期：2023-08-29
中文翻译：
基于信号增强免疫传感器的 MOF 衍生 ZrO2 纳米材料作为电化学发光发射器用于 D-二聚体检测
金属氧化物纳米材料因其高效、稳定和无毒的特性而在电化学发光（ECL）传感领域引起了广泛关注。然而，目前金属氧化物纳米材料的研究主要集中在其阴极发光性能，而对其阳极ECL性能的报道有限。在本研究中，我们利用 MOF 衍生的 ZrO 2纳米材料作为发光体，在共反应物三丙胺 (TPrA) 存在的情况下产生稳定的阳极 ECL 信号。此外，还开发了一种信号增强免疫传感器，通过结合共反应加速剂掺铜 TiO 2 (TiO 2 –Cu) 来分析 D-二聚体。通过煅烧UiO-67合成的ZrO 2表现出无毒性和生物相容性，在TPrA溶液中表现出高效且稳定的ECL发射。在免疫传感器中加入TiO 2 –Cu作为共反应促进剂导致形成ZrO 2 /TiO 2 –Cu/TPrA三元体系。Cu的掺杂有效地缩小了TiO 2的带隙并增强了其电导率。TiO 2 -Cu作为底物与更多的TPrA反应，产生足够的自由基，有效增强ZrO 2的ECL信号。在本文中，设计了一种短肽配体NFC（NARKFYKGC），用于在免疫传感器构建过程中固定抗体并维持抗原结合位点的活性。开发的免疫传感器用于准确检测D-二聚体，具有0.05-600 ng/mL的宽线性范围和21 pg/mL的低检测限。
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