本刊推荐 | 湖北大学电化学与电分析化学课题组：基于铂纳米颗粒碰撞电化学用于快速检测乳腺癌MCF-7细胞

全文速览

该论文利用免疫磁分离技术和脂质体信号放大策略构建了一种创新且灵敏的用于快速检测MCF-7细胞（人类乳腺癌细胞）的单颗粒碰撞电化学（SNCE）生物传感器。

背景介绍

癌症转移是全球癌症患者的主要死因，也是治疗癌症的主要挑战之一。循环肿瘤细胞（CTCs）在癌症转移过程中起着核心作用。但是，CTCs在外周血中的含量极少，所以在实际样本中检测CTCs极具挑战性。故高效富集和早期检测CTCs对于及时诊断疾病至关重要。

研究出发点

单颗粒碰撞电化学（single-nanoparticle collision electrochemistry, SNCE）因其操作简单、灵敏度高、响应速度快等特点被广泛用于生物分析。该论文基于免疫磁分离技术和脂质体信号放大策略构建了一种用于快速检测MCF-7细胞的SNCE生物传感器。以包埋铂纳米颗粒（Pt NPs）的脂质体为信号探针，以自制的金超微电极（Au UME）为工作电极。Pt NPs与Au UME的每次有效碰撞都会产生可区分的阶梯型电流信号。根据细胞浓度与碰撞频率（单位时间内阶梯型电流数量）之间的关系，对MCF-7细胞进行了精确定量。

图文解析

图1 基于Pt NPs的SNCE生物传感器检测MCF-7细胞的示意图

图2 （a）Pt NPs的TEM图；（b）Pt NPs的粒径统计图；（c）自制的Au UME显微图；（d）抛光和清洁后电极表面的SEM图；（e）自制的Au UME在H₂SO₄（0.5 M）中的CV图；（f）在5 mM K₃Fe(CN)₆/0.1 M KCl中三支不同Au UME的CV图。

图3 （a）MBs的TEM图；（b）200个MBs的粒径统计；（c）IMBs和MBs在不同细胞上的捕获效率。

图4 （a）不同电压下Pt NPs与Au UME碰撞的i-t曲线；（b）图（a）的局部放大；（c）20 mM KCl（含或不含10 mM N₂H₄）中Au UME的CV图；（d）含10 mM N₂H₄的KCl中的i-t曲线；（e）不同浓度的Pt NPs（0、5、10、15和20 pM）与Au UME碰撞后记录的i-t曲线；（f）不同浓度的Pt NPs与碰撞频率的关系。

图5 （a）Pt NPs的碰撞频率与细胞浓度的对数呈线性关系；（b）特异性测试。

总结与展望

该论文基于Pt NPs催化N₂H₄氧化产生的阶跃型电流，构建了一种新型SNCE生物传感器，用于快速识别和检测MCF-7细胞。研究采用了脂质体包埋和磁分离的信号放大策略。根据SNCE实验得出的细胞浓度与碰撞频率之间的关系，对MCF-7细胞进行了精确定量，实现了对MCF-7细胞的高灵敏度和特异性检测。该SNCE生物传感器线性范围为10 cells/mL至10⁵ cells/mL，检测限低至5 cells/mL。复杂样品中MCF-7细胞的成功检测表明，SNCE生物传感器在实际样品检测方面具有巨大潜力。

课题组介绍

湖北大学电化学与电分析化学课题组成立于1996年，课题组以生物大分子、药物小分子、环境污染物、荧光探针、能源材料为主要研究对象，采用现代电化学和电分析化学技术及分子荧光方法，围绕化学、生命、材料、环境、医学、能源等领域开展交叉研究，在生物医药环境分析、兴奋剂检测、疾病早期诊断、荧光探针合成及新能源材料研究与应用等方面形成了一定的特色。

关于本文

引用格式：

秦富星, 李明珂, 周汇龙, 文为, 张修华, 王升富, 伍珍. 基于铂纳米颗粒碰撞电化学用于快速检测乳腺癌MCF-7细胞[J]. 电化学（中英文）, 2024, doi: 10.61558/2993-074X.3483.

Fuxing Qin, Mingke Li, Huilong Zhou, Wei Wen, Xiuhua Zhang, Shengfu Wang, Zhen Wu . Platinum Nanoparticle-Based Collision Electrochemistry for Rapid Detection of Breast Cancer MCF-7 Cells[J]. Journal of Electrochemistry, 2024, doi: 10.61558/2993-074X.3483.

DOI：

10.61558/2993-074X.3483

https://electrochem.xmu.edu.cn/CN/10.61558/2993-074X.3483

点击文末“阅读原文”免费下载、浏览PDF全文。

相 关 推 荐

关 于 我 们