ICHY便携式电化学工作站应用9：基于智能手机的便携式微流控电化学免疫传感器

用于人血清中甲胎蛋白的超灵敏检测

Doi：doi.org/10.1002/elan.202300056

快速准确地追踪生物标志物对于早期发现和诊断癌症至关重要。因此，需要开发一种有效和便捷的策略来有效地监测癌症生物标志物。因此，本文构建了一种基于三维还原氧化石墨烯(3D rGO)掺杂金纳米粒子(Au NPs)的便携式微流控电化学免疫传感器，用于超灵敏检测甲胎蛋白(AFP)。所设计的微流控芯片具有注射量小、结构可拆卸、集成度高的优点，采用3D打印技术制备，只需9 μL的试剂即可实现高灵敏度检测。此外，三维Au NPs-rGO复合材料具有高比表面积和电子传递能力，可以有效地增加电活性位点，增强电化学信号。利用这些特点，三维Au NPs-rGO微流控电化学免疫芯片的检测范围为0.1 pg/mL ~ 200 ng/mL，最佳检出限为0.045 pg/mL，灵敏度为175.008 μA(ng/mL) 1 cm 2。同时，该免疫传感器在人血清样品中检测出了可靠的AFP，这表明该基于智能手机的便携式微流控电化学免疫传感器在临床检测中具有很大的前景，在个性化医疗中具有巨大的潜力。

采用循环伏安法（CV）和电化学阻抗谱法（EIS）来表征在含有5 mM [Fe(CN)₆]^3−/4−的0.1 M PBS（pH 7.4）中制备的免疫传感器的工艺过程。在图2A中，裸SPE（曲线b）上出现了明显的还原峰，这被归因于[Fe(CN)₆]^3−/4−的电子传输。当裸SPE被3D金纳米粒子-rGO（曲线a）修饰时，获得了最高的电化学信号，这表明3D金纳米粒子-rGO 具有良好的导电性和快速的电子转移速率。随着抗AFP 在3D金纳米粒子-rGO界面上的固定，观察到电流峰值的减小（曲线c），这是因为抗体不导电。同样，在逐层附着BSA 和AFP（曲线d和e）后也观察到了电流峰值的减小，这归因于免疫复合物层的形成会阻碍电子转移。在图2B 中，利用EIS 测量来表征免疫传感器的制备过程，3D金纳米粒子-rGO/SPE（曲线a）的阻抗比裸SPE（曲线b）小。此外，随着抗AFP（曲线c）、BSA（曲线d）和AFP（曲线e）的层层修饰，Rct逐渐增加，这与CVs 的结果一致。根据这些结果，成功制备了微流控电化学传感器，可用于进一步检测AFP。

(A)CV 测试 (a) 3D Au NPs-rGO/SPE的CV响应，(b)裸SPE， (c) Anti-AFP/3D Au NPs-rGO/SPE， (d) BSA/ Anti-AFP/3D Au NPs-rGO/SPE， (e) AFP/BSA/ Anti-AFP/3D Au NPs-rGO/SPE， (b)与(A)匹配的EIS图，实验条件优化，(c)滴定量，(d) pH  (e)抗AFP浓度，(F)孵育时间。

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