传感器类型
电化学生物传感器
检测对象
奥卡达酸(okadaic acid, OA),样品基质为贻贝样品/贻贝提取物
检测原理
该传感器采用间接竞争免疫分析。首先将生物素化OA修饰的链霉亲和素磁性微珠(OA-MBs)在外部磁场作用下捕获于SPCE表面,形成固定化竞争抗原。样品中游离OA与固定化OA竞争结合有限量的anti-OA-MAb;游离OA浓度越高,结合到固定化OA上的抗体越少。随后加入ALP标记的山羊抗小鼠IgG二抗,与已结合的anti-OA-MAb形成免疫复合物。ALP催化底物1-萘磷酸(1-NP)水解,产生可在SPCE上发生氧化还原的电活性产物。在200 mV恒电位下,安培电流与结合在电极表面的ALP量成正比,因此随游离OA浓度升高而降低。流动系统通过自动孵育、洗涤和磁场固定减少扩散距离并提高反应界面,实现在线检测。
检测灵敏度
LOD: 0.15 mg/L;线性范围: 0.19–25 mg/L;R^2 = 0.995
效应效果
该自动化流动免疫传感器在贻贝实际样品中表现良好。加标回收率分别为96.25%(20 mg/L)和96%(10 mg/L),RSD为5%,相对误差分别为3.75%和4%,精密度和准确度可接受。低基质效应归因于抗体-抗原反应特异性和多次洗涤。与作者此前批式SPCE免疫传感器相比,LOD由0.38 mg/L降至0.15 mg/L,归因于扩散距离缩短和反应表面积增加;与无标记蛋白G磁珠方法(LOD 0.5 mg/L)相比,LOD低约3.3倍。系统自动完成孵育、洗涤和电流测量,适合贻贝中OA的现场快速、在线监测,并可拓展至临床、环境和食品检测。
传感器的构成
- 基底/换能器电极:丝网印刷碳电极(SPCE),石墨工作电极和辅助电极、Ag/AgCl参比电极,用于电化学生物传感与电流读出
- 封闭层:1%牛血清白蛋白(BSA),孵育1 h,防止非特异性结合
- 磁性固相载体:链霉亲和素包被磁性微珠(Dynabeads MyOne C1, MBs),经外部磁场捕获于流动池,提供高比表面积固相
- 固定化竞争抗原层:生物素化奥卡达酸(biotinylated OA)通过生物素-链霉亲和素结合固定于MBs,形成OA-MBs,作为竞争免疫分析固定抗原
- 识别元件:抗奥卡达酸单克隆抗体(anti-OA-MAb),与固定化OA和样品游离OA竞争结合
- 信号标记物:碱性磷酸酶(ALP)标记的山羊抗小鼠IgG二抗(IgG-ALP),识别anti-OA-MAb并催化底物
- 底物/电子供体:1-萘磷酸(1-NP)溶于10%二乙醇胺(DEA)缓冲液(pH 9.5),被ALP催化产生电活性产物
- 流动/磁场控制模块:定制流动池、4 mm磁铁、注射泵和电磁阀,用于自动进样、孵育、洗涤和保持MBs
中文摘要
本文报道了一种用于检测奥卡达酸(okadaic acid, OA)的电化学免疫传感器,并在自动化流动条件下以间接竞争免疫分析格式实现在线检测。传感器通过将修饰有OA的磁性微珠注入流动池并固定于丝网印刷碳电极(SPCE)表面构建。样品中的游离OA与电极表面固定化OA竞争结合抗OA单克隆抗体(anti-OA-MAb),随后加入碱性磷酸酶(ALP)标记的山羊抗小鼠IgG二抗进行酶促信号转换。在200 mV电位下,ALP催化1-萘磷酸(1-NP)产生的电流响应随样品中游离OA浓度升高而降低。该传感器检出限为0.15 mg/L,线性范围为0.19–25 mg/L,相关系数0.995。贻贝实际样品加标回收率良好,表明该方法可用于现场快速、灵敏、在线监测贻贝中OA。
英文摘要
An electrochemical immunosensor for okadaic acid (OA) detection has been developed, and used in an indirect competitive immunoassay format under automated flow conditions. The biosensor was fabricated by injecting OA modified magnetic beads onto screen printed carbon electrode (SPCE) in the flow system. The OA present in the sample competed with the immobilized OA to bind with anti-okadaic acid monoclonal antibody (anti-OA-MAb). The secondary alkaline phosphatase labeled antibody was used to perform electrochemical detection. The current response obtained from the labeled alkaline phosphatase to 1-naphthyl phosphate decreased proportionally to the concentration of free OA in the sample. The calculated limit of detection (LOD) was 0.15 μg/L with a linear range of 0.19-25 μg/L. The good recoveries percentages validated the immunosensor application for real mussel samples. The developed system automatically controlled the incubation, washing and current measurement steps, showing its potential use for OA determination in field analysis.