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Light-Driven Electrochemical Biosensing with DNA Origami-Assisted Hybrid Nanoantenna for Fumonisin B1 Monitoring
Analytical Chemistry ( IF 6.7 ) Pub Date : 2024-07-23 , DOI: 10.1021/acs.analchem.4c02258 Na Dong 1 , Shuda Liu 1 , Shuyun Meng 1 , Zuo Chen 1 , Yuye Li 1 , Dong Liu 1 , Tianyan You 2
Analytical Chemistry ( IF 6.7 ) Pub Date : 2024-07-23 , DOI: 10.1021/acs.analchem.4c02258 Na Dong 1 , Shuda Liu 1 , Shuyun Meng 1 , Zuo Chen 1 , Yuye Li 1 , Dong Liu 1 , Tianyan You 2
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The electrochemical detection of biosensors is largely governed by the changes in physical properties of redox probes, which are susceptible to electrode substrate effects, inhibiting sensor sensitivity. In this work, a light-driven electrochemical biosensor based on a hybrid nanoantenna was developed for the sensitive detection of fumonisin B1 (FB1). The hybrid nanoantenna sensing interface was constructed by coupling CdSe quantum dots (QDs)-DNA nanowire and graphdiyne oxide composites loaded with methylene blue and gold nanorods (GDYO-MB-Au NRs) using a tetrahedral DNA nanostructure, which acted as a light-driven unit and an amplification unit, respectively. The hybrid nanoantenna with light-driven properties facilitated the alteration in the chemical properties of MB at the sensing interface; that is, MB was degraded under light illumination. The stripping of the CdSe QDs-DNA nanowire triggered by the binding of FB1 could degrade the light-driven capability, thereby improving the electrochemical signal through depressing MB degradation. Taking advantage of the photodegradation of MB by the hybrid nanoantenna, the developed biosensor reduced the background signal and increased the detection sensitivity. The developed biosensor exhibited a linear detection range from 0.5 fg mL–1 to 10 pg mL–1 and a detection limit down to 0.45 fg mL–1. This strategy shows great promise for the fabrication of highly sensitive electrochemical biosensors.
中文翻译：
用于伏马菌素 B1 监测的光驱动电化学生物传感与 DNA 折纸辅助混合纳米天线
生物传感器的电化学检测很大程度上受氧化还原探针物理性质变化的影响，氧化还原探针容易受到电极底物效应的影响，抑制传感器的灵敏度。在这项工作中，开发了一种基于混合纳米天线的光驱动电化学生物传感器，用于灵敏检测伏马菌素 B1 (FB1)。混合纳米天线传感接口是通过使用四面体 DNA 纳米结构耦合 CdSe 量子点 (QD)-DNA 纳米线和负载亚甲基蓝和金纳米棒 (GDYO-MB-Au NR) 的氧化石墨炔复合材料构建的，该结构充当光驱动分别为放大单元和放大单元。具有光驱动特性的混合纳米天线促进了传感界面处MB化学性质的改变；也就是说，MB在光照下被降解。 FB1 结合引发的 CdSe QDs-DNA 纳米线的剥离会降低光驱动能力，从而通过抑制 MB 降解来改善电化学信号。利用混合纳米天线对MB的光降解，所开发的生物传感器减少了背景信号并提高了检测灵敏度。开发的生物传感器的线性检测范围为 0.5 fg mL –1至 10 pg mL –1 ，检测限低至 0.45 fg mL –1 。该策略为制造高灵敏度电化学生物传感器展现了巨大的前景。
更新日期：2024-07-23
中文翻译：
用于伏马菌素 B1 监测的光驱动电化学生物传感与 DNA 折纸辅助混合纳米天线
生物传感器的电化学检测很大程度上受氧化还原探针物理性质变化的影响，氧化还原探针容易受到电极底物效应的影响，抑制传感器的灵敏度。在这项工作中，开发了一种基于混合纳米天线的光驱动电化学生物传感器，用于灵敏检测伏马菌素 B1 (FB1)。混合纳米天线传感接口是通过使用四面体 DNA 纳米结构耦合 CdSe 量子点 (QD)-DNA 纳米线和负载亚甲基蓝和金纳米棒 (GDYO-MB-Au NR) 的氧化石墨炔复合材料构建的，该结构充当光驱动分别为放大单元和放大单元。具有光驱动特性的混合纳米天线促进了传感界面处MB化学性质的改变；也就是说，MB在光照下被降解。 FB1 结合引发的 CdSe QDs-DNA 纳米线的剥离会降低光驱动能力，从而通过抑制 MB 降解来改善电化学信号。利用混合纳米天线对MB的光降解，所开发的生物传感器减少了背景信号并提高了检测灵敏度。开发的生物传感器的线性检测范围为 0.5 fg mL –1至 10 pg mL –1 ，检测限低至 0.45 fg mL –1 。该策略为制造高灵敏度电化学生物传感器展现了巨大的前景。
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