Een nieuwe magneto-elastische nanobiosensor voor zeer gevoelige detectie van atrazine

Abstract

Hier rapporteren we eerst een draadloze magneto-elastische (ME) nanobiosensor, gebaseerd op ME-materialen en gouden nanodeeltjes (AuNP's), voor zeer gevoelige detectie van atrazine met behulp van de competitieve immunoassay. Als reactie op een in de tijd variërend magnetisch veld trilt het ME-materiaal longitudinaal op zijn resonantiefrequentie die kan worden beïnvloed door zijn massabelasting. De laag AuNPs-coating op het ME-materiaal draagt bij aan de biocompatibiliteit, stabiliteit en gevoeligheid. Het atrazine-antilichaam was geïmmobiliseerd georiënteerd op het met AuNPs gecoate ME-materiaaloppervlak via proteïne A, waardoor de prestaties van de nanobiosensor werden verbeterd. Atomic Force Microscoop (AFM) analyse bewees dat de immobilisatie van atrazine antilichaam succesvol was. Bovendien werd, om de gevoeligheid te verhogen, atrazine-albumine-conjugaat (Atr-BSA) geïnduceerd om te concurreren met atrazine voor binding met atrazine-antilichaam, waardoor de signaalrespons werd versterkt. De resonantiefrequentieverschuiving is omgekeerd en lineair evenredig met de logaritme van atrazineconcentraties variërend van 1 ng/ml tot 100 μg/ml, met een gevoeligheid van 3,43 Hz/μg mL⁻¹ en de detectielimiet van 1 ng/ml, die aanzienlijk lager is dan de norm die is vastgesteld door de Amerikaanse Environmental Protection Agency (EPA). De experimentele resultaten gaven aan dat de ME-nanobiosensor een sterke specificiteit en stabiliteit ten opzichte van atrazin vertoonde. Deze studie biedt een nieuwe handige methode voor snelle, selectieve en zeer gevoelige detectie van atrazine, wat gevolgen heeft voor de toepassingen ervan in de monitoring van de waterkwaliteit en andere omgevingsdetectiegebieden.

Inleiding

Met de snelle ontwikkeling van industrie en landbouw kwamen er steeds meer milieuverontreinigende stoffen vrij in de ecologische omgeving [1], wat tot grote bezorgdheid leidde over de relevante onderzoeken [2, 3]. In de afgelopen jaren zijn herbiciden in toenemende hoeveelheden gebruikt om de kwaliteit en opbrengst op landbouwgebieden te verbeteren, maar veel herbiciden kunnen jarenlang actief blijven in water en bodem, wat ernstige milieuvervuiling veroorzaakt [4]. Vervuiling door herbiciden heeft veel aandacht getrokken vanwege de ecologische verontreiniging in water of in landbouwproducten [5]. Van de herbiciden wordt atrazine (2-chloor-4-ethylamino-6-isopropylamino-1, 3, 5-triazine) het meest gebruikt voor de bestrijding van breedbladige planten en grasachtig onkruid over de hele wereld [6].

Hoewel atrazine een zeker remmend effect heeft op sommige meerjarige onkruiden, is het als milieuverontreinigende stof zeer giftig [7] en kan het gezondheidsrisico's veroorzaken voor mensen en andere diersoorten [8]. Langdurige hoge concentraties van atrazine-inname kunnen de gezondheid van dieren of mensen schaden, zoals kanker, geboorteafwijkingen en schade aan het hart en de lever [9, 10]. De VS, de Europese Unie en Japan hebben allemaal atrazine opgenomen in de lijst van hormoonontregelende chemicaliën [11]. In de VS staat de Environmental Protection Agency (EPA) de toegestane limiet van 3 μg/L (Lifetime Health Advisory Level) van atrazine in drinkwater toe [12]. Het is dus noodzakelijk om atrazine nauwkeurig te kwantificeren bij lage concentraties.

Er zijn veel conventionele analytische technieken ontwikkeld voor atrazine-detectie, waaronder LC gekoppeld aan massaspectrometrie (LC-MS) [13], hogedrukvloeistofchromatografie (HPLC) [14] en gaschromatografie gekoppeld aan massaspectrometrie (GC-MS). ) [15], maar deze methoden hebben ook enkele beperkingen, zoals hoge kosten, grote instrumenten, slechte selectiviteit en tijdrovend [16].

Als draadloos massagevoelig platform is de magneto-elastische (ME) sensor gemaakt van ME-materiaal op grote schaal ontwikkeld voor verschillende toepassingen vanwege hun kritische voordelen van lage kosten, hoge gevoeligheid, kleiner formaat en gebruiksgemak [17, 18]. Momenteel zijn ME-sensoren meestal gemaakt van amorfe ferromagnetische legeringen, zoals Metglas 2826 MB (Fe₄₀ Ni₃₈ Ma₄ B₁₈ ) [19]. Onder de extern aangelegde wisselende en statische magnetische velden trilt het ME-materiaal longitudinaal op zijn resonantiefrequentie [20], waardoor een magnetische fluxdichtheid wordt gegenereerd die draadloos kan worden gedetecteerd door een opneemspoel zonder directe fysieke verbindingen [21]. Volgens vgl. (1) [22], de fundamentele resonantiefrequentie f ₀ afhankelijk van de materiaallengte L , dichtheid ρ , elasticiteitsmodulus E , en de verhouding van Poisson v .

$$ {f}_0=\frac{1}{2L}\sqrt{\frac{E}{\rho \left(1-{v}^2\right)}} $$ (1)

Een kleine extra massabelasting ∆m afgezet op het ME-materiaaloppervlak van massa M (∆m ≪ M ) veroorzaakt een verschuiving in de resonantiefrequentie (∆f ), die wordt gegeven door Vgl. (2) [23].

$$ \frac{\Delta f}{\Delta m}=-\frac{f_0}{2M} $$ (2)

Gebaseerd op bovenstaande unieke eigenschappen van het ME-materiaal, neemt de resonantiefrequentie van het ME-materiaal af met een toename van de extra massabelasting. Dus, door hun functionalisering met een detectiefilm, zijn de ME-materialen ontwikkeld voor fysische, chemische en biologische analyse, zoals de detectie van stress/druk [24], temperatuur/vochtigheid [25], koolstofdioxide [26], endotoxine [27], Salmonella typhimurium/Bacillus anthracis sporen [28], en Escherichia coli O157:H7 [29]. Voor zover ons bekend is er echter geen toepassing van het ME-materiaal toegepast op de atrazine-detectie.

In dit onderzoek hebben we, gebruikmakend van zijn uitstekende eigenschappen en voordelen, eerst een draadloze ME-nanobiosensor voorgesteld die gebruikmaakt van het ME-materiaal als het substraat en gouden nanodeeltjes (AuNP's) als de coatinglaag, voor atrazine-detectie op ppb-niveau op basis van de directe competitieve immunoassay procedures. Vergeleken met de covalente-willekeurige antilichaamimmobilisatie, is de covalent-georiënteerde strategie gunstiger om de gevoeligheid van de nanobiosensor te verbeteren. Omdat het eiwit A een interessant alternatief is om specifiek te binden met het Fc-immunoglobulinegebied van het antilichaam, werd het gebruikt voor georiënteerde immobilisatie van het atrazine-antilichaam [30], wat de hoogste immobilisatiedichtheid oplevert, om een betere antigeenbindingsefficiëntie te vertonen en de prestaties van de nanobiosensor te verbeteren [31]. De directe competitieve immunoassay voor atrazine werd geconstrueerd door georiënteerde immobilisatie van atrazine-antilichaam tegen proteïne A covalent gemodificeerd op het AuNPs-gecoate ME-materiaaloppervlak, gevolgd door de competitieve reactie van atrazine-albumine-conjugaat (Atr-BSA) en atrazine met het atrazine-antilichaam. Atr-BSA werd geïnduceerd om de signaalreacties te versterken, waardoor de gevoeligheid van de nanobiosensor aanzienlijk werd verhoogd. De efficiëntie van de ME-nanobiosensor werd geëvalueerd, wat aantoont dat een nieuwe ME-nanobiosensor voor de detectie van sporenconcentraties van atrazine met succes is ontwikkeld.

Materialen en methoden

Materialen

Atrazine-antilichaam, atrazine-albumine-conjugaat-antigeen (Atr-BSA), atrazine en proteïne A werden gekocht bij EastCoast Bio (Maine, VS). Simazine, prometryn en dichloordifenyltrichloorethaan (DDT) werden verkregen van Chengdu Huaxia Chemical Reagent Co., Ltd. Cysteamine, 1-ethyl-3-(3-dimethylaminopropyl)carbodiimidehydrochloride (EDC), N -hydroxysulfosuccinimide (NHS), runderserumalbumine (BSA, 99%) en fosfaatgebufferde zoutoplossing (PBS-buffer, pH =7,4) werden gekocht bij Sigma-Aldrich Corporation (Saint Louis, MO, VS).

ME Nanobiosensor Fabricage

Voorbereiding van het ME Nanosensor Platform

ME-materiaallinten samengesteld uit Metglas-legering 2826 (Fe₄₀ Ni₃₈ Ma₄ B₁₈ ) werden gekocht bij Honeywell Corporation (Morristown, NJ, VS) en gesneden in 5 mm x x -1 mm x x 0,028 mm met behulp van een computergestuurde lasersnijmachine. Om organische film en puin te verwijderen, werden de ME-linten gedurende 10 minuten ultrasoon gereinigd in aceton en ethanol en gespoeld in gedeïoniseerd water en vervolgens gedroogd in een stroom stikstof (figuur 1a). Een ~ 100 nm dikke laag chroomnanodeeltjes werd aan beide zijden van het ME-lintoppervlak gesputterd om de hechting tussen de AuNP's en het lintoppervlak te verbeteren. Vervolgens werden beide zijden van het met chroom beklede ME-lintoppervlak gesputterd met AuNP's om de biocompatibiliteit te verbeteren en het lint te beschermen tegen oxidatie en corrosie. Het beeld van de scanning-elektronenmicroscoop (SEM) in Fig. 1 toonde aan dat de AuNP's die op het ME-lint waren gecoat, bolvormig waren. AuNP's en -SH kunnen gemakkelijk de Au-S-binding vormen. Behalve vanwege de aantrekkelijke voordelen van lage prijs, niet-corrosie, biocompatibiliteit en niet-toxiciteit [32], kunnen AuNP's een uitstekende interface bieden voor de wijziging van chemische of bio-herkenningselementen [33, 34]. Daarna werden de ME-linten gedurende 2 uur in een vacuümoven bij 200 ° C gegloeid om resterende interne spanning te verlichten en de hechting van de AuNPs-laag aan de ME-linten te bevorderen. Vervolgens waren de ME-nanosensorplatforms klaar en klaar voor immobilisatie van atrazine-antilichaam (Fig. 1b).

De schematische weergave van de procedures van de ME-nanobiosensoren-functionalisatie:(a ) het blote ME-lint; (b ) de AuNPs-coating; (c ) de SAM-laag; (d ) de proteïne A-immobilisatie; (e ) de antilichaammodificatie; (f ) BSA-blokkering; (g ) atrazine en Atr-BSA competitief gecombineerd met het antilichaam; SEM-beeld van het met AuNPs gecoate nanosensoroppervlak

Atrazine-antilichaamimmobilisatie

De met AuNPs gecoate nanosensorplatforms werden gedurende 5 minuten ultrasoon gereinigd met aceton, isopropanol, gedeïoniseerd water en ethanol en gedroogd onder een stroom stikstof. Vervolgens werden de nanosensorplatforms gedurende 12 uur bij kamertemperatuur ondergedompeld in cysteamine-oplossing (10 mM) om een zelf-geassembleerde monolaag (SAM) te verkrijgen (Fig. 1c). Het proteïne A (1 mg/mL) werd geactiveerd met 4 mg/mL EDC-4 mg/mL NHS gedurende 30 minuten bij kamertemperatuur. Daarna werd het geactiveerde eiwit A gedurende 30 minuten bij 37 ° C op de SAM-gemodificeerde nanosensoren geïncubeerd en gespoeld met PBS-buffer (figuur 1d). De nanosensorplatforms werden vervolgens gedurende 50 minuten geïncubeerd met atrazin-antilichaam en gewassen met PBS-buffer (figuur 1e). Om niet-specifieke adsorptie te voorkomen, werden de met atrazine-antilichaam gecoate nanosensoren gedurende 30 minuten verder behandeld met 0, 5% BSA en vervolgens gespoeld met PBS-buffer om eventuele ongebonden BSA te verwijderen en onder een stikstofstroom gedroogd. Ten slotte werden de ME-nanobiosensoren gefabriceerd voor atrazine-detectie (Fig. 1f).

Signaalmeting

De resonantiefrequentie van de ME-nanobiosensor werd gemeten met behulp van een opneemspoel die rond een flesje is gewikkeld, samen met een vectornetwerkanalysator (AV3620A, het 41st Institute of CETC, Qingdao, China), zoals schematisch weergegeven in Fig. 2. Om een alternerende magnetisch veld, werd de netwerkanalysator aangesloten op de opneemspoel gebruikt in de S₁₁ modus voor het leveren van een geveegd frequentiesignaal aan de spoel, en het kan het gereflecteerde signaal van de spoel bewaken. Bovendien werd een statisch magnetisch veld opgewekt door een staafmagneet toegepast om het resonantiegedrag te verbeteren. De nanobiosensoren werden verticaal en draadloos (zonder enige draadverbindingen met meetsysteem) in de flacon met 30 μL te testen monsteroplossingen gestoken. Alle experimenten werden uitgevoerd bij kamertemperatuur (25 ± -2 ° C) in PBS (0,1 M, pH 7,4) oplosmiddelsysteem. De resonantiefrequentie van de nanobiosensor kan worden bepaald door de meting van de S₁₁ parameter, die elke 5 min werd gecontroleerd en geregistreerd.

De schematische weergave van het draadloze ME nanobiosensor meetsysteem

Resultaten en discussie

Karakterisatie van de nanobiosensor-oppervlaktemorfologie

Atoomkrachtmicroscoop (AFM, ND-100, Park System, Korea) observatie van het oppervlak van de nanobiosensor werd uitgevoerd om het immobilisatie-effect van atrazine-antilichaam te onderzoeken. AFM-afbeeldingen van de met AuNPs gecoate nanobiosensor en het antilichaam-gemodificeerde nanobiosensor-oppervlak worden respectievelijk weergegeven in Fig. 3a, b. Het is duidelijk dat de verhoogde oppervlakteruwheid het gevolg is van het covalent geïmmobiliseerde atrazine-antilichaam. Uitgebreide analyse van de AFM-dwarsdoorsneden-topografie toont aan dat de met AuNPs gecoate nanobiosensor de hoogtevariatie van 13.421 nm heeft; de waarde nam echter toe tot 28,425 nm na de antilichaammodificatie. Zoals algemeen bekend is dat de diameter van het antilichaammolecuul ongeveer 15 nm is, wordt duidelijk geconcludeerd dat de immobilisatie van het atrazine-antilichaam succesvol is.

AFM-beelden van (a ) de AuNPs-gecoate en (b ) antilichaam-gemodificeerd nanobiosensor-oppervlak

Optimalisatie voor concentratie van atrazine-antilichaam

De immobilisatieconcentratie van het antilichaam heeft een belangrijke invloed op de gevoeligheid van de nanobiosensor. Daarom was het noodzakelijk om de resonantiefrequentierespons van de nanobiosensor te evalueren met verschillende immobilisatieconcentraties van atrazine-antilichaam (25 g/mL, 50 μg/mL, 75 μg/mL, 100 μg/mL). Uit Fig. 4 kunnen we zien dat de resonantiefrequentieverschuiving het maximum bereikte bij 50 g/ml. Toen de concentratie atrazine-antilichaam opliep tot 75 g/ml, begon de respons af te nemen als gevolg van de sterische hindering en de elektrostatische afstoting [35]. Dat wil zeggen, het atrazin-antilichaam van 50 g/ml kan relatief verzadigde immobilisatie bereiken. Dus 50 μg/ml was de optimale concentratie atrazine-antilichaam voor immobilisatie.

De frequentierespons van de ME-nanobiosensor met verschillende immobilisatieconcentraties van atrazine-antilichaam (0 g/mL, 25 μg/mL, 50 g/mL, 75 μg/mL, 100 μg/mL)

Optimalisatie voor concentratie van Atr–BSA

In de immuunreactie streden atrazine en Atr-BSA om het beperkte aantal atrazine-antilichaamplaatsen op het oppervlak van de nanobiosensor. Met de optimale concentratie van atrazine-antilichaam voor immobilisatie beïnvloedt de werkconcentratie van Atr-BSA, als een belangrijke factor, dus de gevoeligheid van de nanobiosensor. Het optimalisatieproces werd onderzocht door het bepalen van de resonantiefrequentierespons van de ME-nanobiosensor op Atr-BSA van verschillende concentraties (20 g/mL, 40 μg/mL, 60 g/mL, 80 g/mL). Zoals aangegeven in Fig. 5, werd de maximale respons waargenomen bij 40 g/ml. Dus 40 μg/ml Atr–BSA werd gebruikt bij de volgende bepaling.

De frequentierespons van de ME-nanobiosensor op Atr-BSA van verschillende concentraties (20 g/mL, 40 μg/mL, 60 g/mL, 80 g/mL)

Atrazinedetectie

Afbeelding 6 toont de realtime frequentierespons van de ME-nanobiosensor gemeten in het monstermengsel van 15 L Atr–BSA (40 μg/mL) en 15 μL atrazine met verschillende concentraties (0 ng/mL, 1 ng/mL, 10 ng /mL, 100 ng/mL, 1000 ng/mL, 10 g/mL, 50 g/mL, 100 g/mL). Zoals getoond in Fig. 1g, combineerden atrazine en Atr-BSA competitief met het antilichaam dat op het oppervlak van de nanobiosensor is geïmmobiliseerd, wat op zijn beurt leidt tot een toename van de massabelasting op het oppervlak van de nanobiosensor, waardoor de resonantiefrequentie met de incubatie afneemt tijd. Het is duidelijk uit Fig. 6 dat de steady-state respons in het algemeen na ongeveer 50 minuten wordt bereikt. Atr-BSA-concentratie en het aantal atrazine-antilichaamplaatsen waren vastgesteld, dus de hoeveelheid gebonden Atr-BSA op de nanobiosensor was omgekeerd evenredig met de concentratie van atrazine in oplossing. Het molecuulgewicht van Atr-BSA is groter dan dat van atrazine. Daarom verandert de resonantiefrequentie van de nanobiosensor omgekeerd met de concentratie van atrazine in oplossing. Zoals getoond in Fig. 6, namen de snelheid en grootte van de resonantiefrequentieverschuiving af met toenemende atrazineconcentraties, en een hogere concentratie van atrazin kan een kleinere resonantiefrequentieverschuiving induceren. Figuur 6-curve * geeft een achtergrondrespons van de blanco controlesensor (zonder atrazin-antilichaamimmobilisatie) op Atr-BSA weer, wat ongeveer 48 Hz veel minder is dan het detectiesignaal, wat aangeeft dat de niet-specifieke adsorptie kan worden genegeerd. Zo kan de atrazineconcentratie worden gedetecteerd door de resonantiefrequentieverschuiving van de draadloze ME-nanobiosensor, met een omgekeerd evenredig verband.

Realtime frequentieresponsen bij verschillende atrazineconcentraties variërend van 0 tot 100 g/ml. * De reactie van de blanco controle (zonder immobilisatie van atrazin-antilichamen) op Atr-BSA

De standaard kalibratiecurve voor de detectie van atrazin op de ME-nanobiosensor gedurende de eerste 50 minuten wordt getoond in Fig. 7. Voor elke concentratie werden de nanobiosensor-kalibratie-experimenten vijf keer uitgevoerd onder identieke omstandigheden. Het blijkt dat de resonantiefrequentieverschuiving lineair is met de logaritmewaarde van de atrazineconcentraties variërend van 1 ng/ml tot 100 μg/ml, wat kan worden weergegeven door ∆f = 54.717 log C _Atrazin − 442.45 (R ² = 0.971). De gevoeligheid is berekend op 3,43 Hz/μg ml⁻¹ . Uit Fig. 7 blijkt duidelijk dat de detectielimiet (LOD) 1 ng/ml is, wat aanzienlijk lager is dan de maximaal toelaatbare limiet voor atrazin van 3 μg/L gegeven in de US EPA, en voldoet aan de momenteel beschikbare norm. Bovendien is de detectielimiet duidelijk lager dan die van de eerder gerapporteerde methoden [36, 37]. Er is aangetoond dat met succes een goedkope, draadloze en zeer gevoelige nanobiosensor is ontwikkeld voor realtime detectie van atrazine.

Kalibratiecurve:de verschuiving van 50 min in resonantiefrequentie als functie van verschillende atrazineconcentraties

Aangezien atrazine het kleine molecuul is, werd een directe competitieve immunoassay-benadering gebruikt om de gevoeligheid van de ME-nanobiosensor te verbeteren. In de directe competitieve immunoassay wordt het antilichaam gemodificeerd op het sensoroppervlak en de signaalrespons is het resultaat van de binding van het Atr-BSA-molecuul. Omgekeerd wordt in de indirecte competitieve immunoassay Atr-BSA geïmmobiliseerd op het sensoroppervlak en is de respons het gevolg van de binding van een antilichaammolecuul. Volgens de literatuuronderzoeken [38] en onze resultaten is de directe competitieve immunoassay haalbaar voor monitoring van kleine moleculen. De indirecte competitieve immunoassay is zeer gevoelig voor het analytmonster met sporenconcentratie [39]. Hoewel de indirecte competitieve immunoassay een hogere gevoeligheid heeft [40, 41], kan het ingewikkeld zijn om te werken en moeilijk te implementeren voor herhaald betrouwbaar gebruik [36]. De directe competitieve immunoassay is echter zeer snel, eenvoudig te gebruiken en op zichzelf staand - geen extra reagentia nodig [36]. Dus voor de toekomstige ontwikkeling kan de directe competitieve immunoassay de meest veelbelovende methode zijn.

ME Nanobiosensor Specificiteit

De specificiteit van de ME-nanobiosensor voor atrazin werd onderzocht door de reacties van de nanobiosensor op sommige andere pesticiden, zoals prometryn, simazine en DDT, te bepalen, zoals weergegeven in figuur 8. Uit figuur 8 bleek duidelijk dat de ME-nanobiosensor weinig reacties op deze interferenties als gevolg van niet-specifieke absorptie, en de reacties op prometryn en simazine waren iets groter dan DDT, dat een vergelijkbaar responsniveau had als de blanco oplossing. Het kan te wijten zijn aan het feit dat zowel prometryn als simazine dezelfde structuren hebben als atrazine, dat tot triazine-pesticiden behoort; DDT is echter een soort organochloorinsecticiden. De resultaten gaven aan dat atrazine effectief werd herkend en specifiek werd gecombineerd met het antilichaam dat op het oppervlak van de nanobiosensor was geïmmobiliseerd. De ME-nanobiosensor vertoonde dus een sterke specificiteit voor atrazine-detectie.

Resonantiefrequentierespons van de ME-nanobiosensor op andere interferenten met een concentratie van 100 μg/mL

ME Nanobiosensor Stabiliteit

Figuur 9 toont de stabiliteit van de ME-nanobiosensor in de richting van atrazine-detectie. Zes van dezelfde ME-nanobiosensoren werden geprepareerd en bewaard bij 4 °C, die om de andere dag tot 6 dagen werden getest op 10 ng/ml atrazine. Elke afzonderlijke detectiecyclus testte slechts één nanobiosensor gedurende 50 minuten. Het is duidelijk dat de resonantiefrequentieresponsen van de nanobiosensoren bijna constant blijven en de relatieve standaarddeviatie (RSD) wordt berekend op 1,8%. Het resultaat toont aan dat de ME-nanobiosensor een uitstekende stabiliteit vertoont voor atrazine-detectie.

Stabiliteitsmetingen van 10 ng/mL atrazine op de ME nanobiosensor

Conclusies

Een draadloze ME-nanobiosensor op basis van ME-materialen en AuNP's werd met succes ontwikkeld voor realtime en zeer gevoelige detectie van atrazin met behulp van de competitieve immunoassay. De georiënteerde immobilisatie van atrazine-antilichaam door proteïne A verbeterde de prestaties van de nanobiosensor. Atr-BSA met zware molecuulmassa en atrazine competitief gecombineerd met atrazine-antilichaam op het nanobiosensor-oppervlak, waardoor de signaalresponsen werden versterkt, wat op zijn beurt de gevoeligheid verbeterde. De resonantiefrequentieverschuiving die voornamelijk wordt veroorzaakt door het gebonden Atr-BSA is omgekeerd evenredig met de doelatrazineconcentratie. Bovendien werden de werkconcentraties van atrazine-antilichaam en Atr-BSA geoptimaliseerd om respectievelijk 50 g / ml en 40 g / ml te zijn. Onder de optimale omstandigheden vertoont de ME-nanobiosensor wijdverbreide lineaire bepalingsbereiken voor atrazin van 1 ng/mL tot 100 μg/ml, met een bevredigende gevoeligheid van 3,43 Hz/μg ml⁻¹ en de detectielimiet van 1 ng/ml die voldoende is voor de wettelijke vereisten en lager is dan andere gerapporteerde methoden. AFM-beelden bevestigden dat het atrazine-antilichaam met succes op een georiënteerde manier op het oppervlak van de nanobiosensor was geïmmobiliseerd. De experimentele resultaten tonen aan dat de ME-nanobiosensor een hoge specificiteit en stabiliteit heeft ten opzichte van atrazin. De studie profiteerde van de effecten op detectielimieten, eenvoud, wegwerpeigenschappen en draadloze aard, en stelde niet alleen een nieuwe methode voor voor zeer gevoelige detectie van atrazine, maar gaf ook aan dat deze mogelijk bruikbaar is voor detectie van andere milieuverontreinigingen en monitoring van de waterkwaliteit.

Afkortingen

AFM:: Atoomkrachtmicroscoop
Atr–BSA:: Atrazine-albumine geconjugeerd antigeen
AuNP's:: Gouden nanodeeltjes
BSA:: Bovine serum albumine
DDT:: Dichloordifenyltrichloorethaan
EDC:: 1-Ethyl-3-(3-dimethylaminopropyl)carbodiimidehydrochloride
ME:: Magneto-elastisch
NHS:: N -Hydroxysulfosuccinimide
PBS:: Fosfaatgebufferde zoutoplossing
SAM:: Zelf-geassembleerde monolaag
SEM:: Scanning elektronenmicroscoop
VS EPA:: Environmental Protection Agency in de Verenigde Staten

Eenstapssynthese van mesoporeuze, met chloor gedoteerde, koolzuurhoudende kobalthydroxide-nanodraden voor hoogwaardige supercondensatoren-elektrode Gemakkelijke fabricage van zelf-geassembleerde ZnO-nanodraadnetwerkkanalen en de poortgestuurde UV-detectie

Nanomaterialen

Metaal

Hars

vezel

Samengesteld materiaal