A photoelectrochemical sensor based on an acetylcholinesterase-CdS/ZnO-modified extended-gate field-effect transistor for glyphosate detection.
Analyst · 2021 · 146:4595-4604 · PMID 34160494 · 등급6 세포·모델 세포실험 · 비발암 건강영향 > 신경독성 · 제형(GBH)
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확장 게이트 전계 효과 트랜지스터(EGFET)를 기반으로 하는 새로운 광전화학 효소 바이오센서가 글리포세이트에 의한 아세틸콜린에스테라아제(AChE) 활성 저해를 이용하여 고감도로 개발되었다. 먼저, 2단계 수열 합성법을 사용하여 활성화된 인듐 주석 산화물(ITO) 전극 위에 ZnO와 CdS를 도입하여 CdS/ZnO/ITO 전극을 준비하였다. 이후, AChE를 키토산과 함께 CdS/ZnO/ITO에 고정시켜 AChE/CdS/ZnO EGFET 센서를 얻었다. 최적의 실험 조건 하에서, $1.0 \times 10^{-15}$–$1.0 \times 10^{-11} \text{ mol L}^{-1}$ 범위의 글리포세이트 로그 값은 광-드레인 전류 응답과 우수한 선형 관계를 나타냈다. 검출 한계는 $3.8 \times 10^{-16} \text{ mol L}^{-1}$ (신호 대 잡음비 = 3)이었다. 그 결과, AChE/CdS/ZnO EGFET 센서가 매우 높은 감도와 우수한 선택성을 가짐을 보여주었다. 또한, 이 센서는 채소 내 글리포세이트 정량에 사용되어 시료의 실시간 검출 적용 가능성을 입증하였다.ORIGINAL ABSTRACT
A new photoelectrochemical enzyme biosensor based on an extended-gate field-effect transistor (EGFET) was constructed for the highly sensitive detection of glyphosate based on the inhibition of acetylcholinesterase (AChE) activity by glyphosate. First, a two-step hydrothermal method was used to introduce ZnO and CdS onto an activated indium tin oxide (ITO) electrode to prepare a CdS/ZnO/ITO electrode. Then, AChE was immobilized on CdS/ZnO/ITO with chitosan to obtain an AChE/CdS/ZnO EGFET sensor. Under optimal experimental conditions, the logarithmic value of glyphosate in the range of 1.0 × 10-15-1.0 × 10-11 mol L-1 exhibited a good linear relationship with the photo-drain current response. The detection limit was 3.8 × 10-16 mol L-1 (signal-to-noise ratio = 3). The results show that the AChE/CdS/ZnO EGFET sensor has extremely high sensitivity and good selectivity. Moreover, the sensor was used for the determination of glyphosate in vegetables, demonstrating its application for the real-time detection of samples.| 저자 | Yu, J.; Lin, J.; Li, J. |
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| 저널 | The Analyst |
| 권·호·쪽 | 146(14), 4595-4604 |
| PMID | 34160494 |
| DOI | 10.1039/d1an00797a |
| MeSH | Acetylcholinesterase; Biosensing Techniques; Electrodes; Glycine; Limit of Detection; Zinc Oxide; Glyphosate |