Permukaan plasmon resonansi biosensor berdasarkan Fe 3 O 4 / Au nanocomposites Jian Wang, Ying Sun, Liying Wang, Xiaonan Zhu, Hanqi Zhang, Daqian Lagu * Perguruan Tinggi Kimia, Universitas Jilin, Qianjin Street No. 2699, Changchun 130012, PR China articleinfo Pasal sejarah: Diterima 29 Maret 2010 Diterima dalam revisi bentuk 16 Juli 2010 Diterima 4 Agustus 2010 Tersedia online 10 Agustus 2010 Kata kunci: Inti / struktur shell Fe 3 O 4 / Au nanocomposites Permukaan plasmon resonance (SPR) Manusia IgM abstrak Dalam tulisan ini, inti / shell Fe 3 O 4 / Au nanocomposites dimodifikasi dengan asam 3-Mercaptopropionic (MPA) telah disusun dan diterapkan dalam plasmon resonansi permukaan (SPR) biosensor. Dan investigasi rinci gation Fe 3 O 4 / Au nanocomposites secara terpisah dilakukan dengan spektroskopi UV-vis dan transmisi mikroskop elektronik. Sebagai properti magnetik dan sifat optik yang luar biasa, Fe 3 O 4 / Au nanocomposites digunakan sebagai dukungan yang kuat untuk kambing anti-manusia IgM, yang bisa immo- bilized pada permukaan SPR biosensor chip dengan pilar magnetik. Ini metode baru melumpuhkan

kambing anti-manusia IgM disederhanakan prosedur eksperimental dan memfasilitasi regenerasi sens- ing membran. Selain itu, diameter yang berbeda dari Fe 3 O 4 / Au nanocomposites dapat diperoleh dengan jumlah yang berbeda dari MPA dalam larutan. Dan efek Fe 3 O 4 / Nanocomposites Au dengan berbeda diameter pada kepekaan SPR biosensor juga dieksplorasi. Sebagai hasilnya, biosensor SPR pameran respon yang memuaskan untuk IgM manusia dalam berbagai konsentrasi 0,30-20,00 GML -1 dan meningkatnya diameter nanokomposit adalah mendukung peningkatan sensitivitas SPR biosensor. © 2010 Elsevier All rights reserved. 1. Pendahuluan Baru-baru ini, Nanomaterials magnetik telah terbukti appli- menjanjikan kation di berbagai bidang, seperti diagnosis kanker [1], pemberian obat [2], pemisahan biologis dan deteksi [3]. Karena super-parameter Properti agnetic dan rasio tinggi luas permukaan terhadap volume, magnetik nanopartikel bisa menyebar dalam darah dan langsung ke tar- tertentu dapatkan dengan medan magnet luar, yang memiliki arti besar untuk pengembangan medis [4]. Namun, nanopartikel magnetik mudah untuk mengumpulkan dan kehilangan sifat magnetik bila diterapkan dalam sistem lingkungan yang kompleks. Dan karena kurangnya fungsi kelompok nasional, nanopartikel magnetik sulit untuk pasangan dengan biomolekul langsung, yang membatasi penerapan Magma Nanomaterials netic. Kerugian tersebut dapat ditingkatkan dengan pelapisan Nanomaterials magnetik dengan logam atau oksida logam shell yang dapat melindungi Nanomaterials magnetik dan menyediakan platform untuk modifikasi permukaan. Gu et al. disimpan CdS amorf pada permukaan FePt nanopartikel untuk membentuk inti metastabil / shell struktur, di mana CdS berubah menjadi negara kristal setelah pemanasan [5]. Xu et al. disajikan sintesis lancar dari Kewenangan dan Ag-dilapisi nanopartikel magnetik dengan dikendalikan plasmonic dan sifat magnetik, dan membuktikan bahwa nanopar- multifungsi ticles memiliki potensi yang besar untuk diagnostik berbasis nanopartikel dan Aplikasi terapeutik [6]. Berdasarkan prop- optik yang luar biasa erti, stabilitas yang baik dan fasilitas fungsi permukaan, Au adalah * Sesuai penulis. Tel .: +86 431 85168399; fax: +86 431 85112355. Alamat E-mail: songdq@jlu.edu.cn (D. lagu). dianggap sebagai bahan yang sangat baik untuk melapisi Nanomaterials magnetik

[7]. Karena perlindungan Au shell untuk inti magnetik dari oksidasi tion, stabilisasi Fe 3 O 4 / Au nanocomposites (Fe 3 O 4 / AuNPs) ditingkatkan jelas. Dan Au shell juga menyediakan Magma yang inti netic dengan permukaan sifat plasmonic, yang membuat nanocomposites sangat menarik untuk optik dan biomedis aplikasi. Selain itu, Au shell dapat segera difungsikan dengan kelompok thiol, seperti 3-Mercaptopropionic acid (MPA). The Au nanopartikel dimodifikasi dengan MPA telah banyak digunakan untuk mengikat protein [8]. Namun, nanopartikel Au memiliki kekurangan a. Ketika nanopartikel Au yang digunakan dalam pemisahan protein dari larutan sampel, sentrifugasi umumnya diperlukan, yang membosankan dan memakan waktu. The Fe 3 O 4 / Au nanocomposites, di yang inti Fe 3 O 4 dan shell adalah Au, mengatasi batas ini. Karena properti magnetik dari Fe 3 O 4 , Fe 3 O 4 / Au nanocomposites digabungkan dengan protein dapat dipisahkan dari larutan sampel dengan mudah dan kemudian bergerak pada film penginderaan oleh pilar magnetik. Kesimpulannya, Fe 3 O 4 / Au nanocomposites menggabungkan tungan yang tages Fe

3 O 4 dan Au nanopartikel, dan memperluas aplikasi Nanomaterials magnetik. Persiapan dan penerapan Fe 3 O 4 / Au nanocomposites telah disintesis dalam beberapa cara [9-11]. Dalam sebagian besar makalah, Fe 3 O 4 / Au nanocomposites disintesis dan kemudian alkanethiolate adalah rakitan di Au shell dengan cara merendam nanocomposites semalam. Dalam tulisan ini, Fe 3 O 4 / Au nanocompos- ITES dimodifikasi dengan MPA disintesis dalam satu langkah. MPA bisa teradsorpsi pada permukaan Au shell untuk mengontrol pertumbuhan Au shell. Dengan mengubah jumlah dari MPA, Fe 3 O 4 / Au nanocom- bertolak dengan diameter yang berbeda diperoleh [12]. 0927-7765 / $ - melihat hal depan © 2010 Elsevier All rights reserved. doi: 10,1016 / j.colsurfb.2010.08.007

Halaman 2J. Wang et al. / Koloid dan Permukaan B: biointerfaces 81 (2010) 600-606 601 Permukaan plasmon resonance (SPR) biosensor dapat diterapkan untuk deteksi bebas label biomolekul pada permukaan lapisan logam, seperti Au atau Ag [13]. Karena banyak keuntungan seperti real- waktu, label bebas dan deteksi non-destruktif, biosensor SPR telah diterapkan untuk mempelajari berbagai mitra interaksi itu, termasuk ing protein [14,15], asam nukleat [16], hormon [17], sel [18] a nd terutama antigen [19]. Cara imobilisasi biomolekul pada permukaan biosensor chip penting dalam meningkatkan sensitivitas biosensor SPR dan menyederhanakan prosedur immunoassay. Itu biomolekul telah bergerak pada permukaan sensor oleh variabel

teknik ous, seperti roti tes [20,21], interaksi antara avidin dan biotin [22], label nanopartikel anorganik [13] a nd ikatan kimia [23]. Dalam sebagian besar metode ini, protein diimobilisasi pada permukaan biosensor dengan metode kimia dengan pengikatan banyak reagen kimia, yang kompleks dalam immunoassay. Nanopartikel magnetik memiliki tungan besar tages di imobilisasi protein dalam biosensor SPR [24]. Dibandingkan dengan imobilisasi antibodi tradisional penginderaan Film, tidak ada hubungan kovalen antara permukaan biosensor Chip dan antibodi. Dengan properti magnetik dan biocompat- baik azas, Fe 3 O 4 / Au nanocomposites bisa menjadi salah satu yang sangat baik kandidat sebagai pembawa untuk imobilisasi protein. Konjugat dari Fe 3 O 4 / Au nanocomposites ditambah dengan antibodi dapat immobi- lized pada permukaan biosensor dengan pilar magnetik dengan mudah. Dan dengan sifat optik yang luar biasa, Fe 3 O 4 / Au nanocompos- ITES dapat memainkan peran penting dalam peningkatan sensitivitas biosensor [25]. IgM adalah besar (950 kDa) pentamer yang terdiri dari lima IgG-seperti monomer dihubungkan dengan rantai polipeptida kaya ikatan disulfida dan ditandai dengan adanya rantai J-kaya disulfida. Sebagai konsekuensi dari struktur pentameric nya, antibodi IgM yang baik dalam menggumpal mikroorganisme untuk penghapusan akhirnya dari tubuh, dan kehadiran mereka di sera merupakan indikator yang berharga dari berjalan infeksi [26]. Oleh karena itu, cepat, akurat dan sensitif analitis Metode untuk mendeteksi IgM penting dalam pengujian penyakit. Dalam tulisan ini, inti / shell Fe 3 O 4 / Au nanocomposites memodi- fied dengan MPA yang diterapkan dalam biosensor SPR dukungan yang solid untuk kambing anti-manusia IgM. The IgM kambing anti-manusia adalah terikat untuk Fe 3

O 4 / Au nanocomposites oleh MPA dan konjugat yang bergerak di permukaan biosensor chip dengan pilar magnetik. Kemudian IgM manusia terdeteksi oleh biosensor SPR baru. Antar estingly, dengan meningkatnya jumlah MPA, ketebalan Au shell diendapkan pada Fe 3 O 4 nanopartikel menurun. Dengan cara ini, diameter yang berbeda Fe 3 O 4 / Au nanocomposites yang berhasil diperoleh dan karakteristik nanocomposites yang investigasi gated oleh transmisi mikroskop elektronik-UV vis dan. Dan Pengaruh diameter yang berbeda Fe 3 O 4 / Au nanocomposites pada sitivity sen- dari SPR biosensor juga dieksplorasi. 2. Bahan dan metode 2.1. Reagen Manusia IgM dan kambing anti-manusia IgM (Anti-manusia IgM) yang dibeli dari Beijing Biosintesis Biotechnol- ogy Perusahaan. Tetramethylammonium hidroksida (TMAOH) dan asam 3-Mercaptopropionic (MPA) yang dibeli dari Jkchemical. N-Hydroxysuccinimide (NHS) dan 1-etil-3- (3- dimethylaminopropyl) carbodiimide (EDC) yang dibeli dari Pierce. Hidrogen tetrachloroauratehydrate (HAuCl 4 · 3H 2 O) adalah dibeli dari Acrosl. Ferric chloride hexahydrate (FeCl 3 · 6H

2 O), ferrous sulfate tetrahydrate (FeSO 4 · 4H 2 O) dan semua bahan kimia lainnya adalah kelas reagen analitis. IgM manusia dan IgM anti-manusia disimpan pada -20 ◦ C, dan semua reagen biologis lainnya disimpan pada 4 ◦ C. PBS penyangga (0.01 mol l -1 , PH 7.4) digunakan sebagai penyangga berjalan. 2.2. Peralatan SPR Dalam tulisan ini, panjang gelombang modulasi SPR biosensor adalah dipasang di laboratorium kami. Hal ini bekerja dengan Kretschmann con figurasi untuk mencapai kondisi resonan dengan jumlah dilemahkan refleksi (ATR) di prisma [27]. prisma ini vakum-disimpan dengan sekitar 2 lapisan perekat nm Cr dan 50 nm Au Film diikuti, yang membentuk chip biosensor. Cahaya yang dipancarkan dari Lampu melewati prisma optik dan menggairahkan plasmon permukaan pada antarmuka antara permukaan biosensor Chip dan analit. Lampu output dipandu ke dalam serat optik dan kemudian memasuki spektrofotometer (Samudra Optik, Inc, USA). Unsur 2048 charge-coupled device (CCD) detektor array linier digunakan. A 100 sel l aliran digunakan untuk reaksi dan pilar magnetik adalah bergerak di bawah prisma optik. Diameter dan tinggi pilar magnetik 25 dan 12 mm, masing-masing. Sensor sur- Wajah adalah pada jarak 13 mm dari pilar magnetik dan di medan magnet dari 900 G yang dideteksi dengan Tesla meteran. 2.3. Prosedur uji 2.3.1. Persiapan Fe 3 O 4 / Nanopartikel Au The Fe 3 O 4 nanopartikel disusun oleh copre- kimia Metode cipitation seperti yang dilaporkan [10]. Sebuah larutan stok contain-

ing FeCl 3 · 6H 2 O (2,6 g), FeSO 4 · 4H 2 O (1,0 g) dan 12 mol l -1 HCl (0,425 ml) disiapkan pada awalnya. Kemudian larutan stok adalah jatuh ke 125 ml larutan NaOH (1,5 mol l -1 ) Di bawah nitrogen perlindungan gas dan pengadukan yang kuat di 80 ◦ C. Setelah reaksi, diperoleh Fe 3 O 4 nanopartikel dicuci dengan air deionisasi empat kali dan endapan didispersikan dalam 100 ml TMAOH (0,125 mol l -1 ) Solusi untuk digunakan lebih lanjut. The Fe 3 O 4 / Au nanocomposites disusun sebagai berikut: natrium sitrat (0,024 g) dan sejumlah MPA yang dis- dipecahkan dalam air 100 ml. Solusi MPA harus disesuaikan dengan netral dengan menambahkan larutan NaOH. Di bawah nitrogen pro- gas perlindungan dan pengadukan kuat, larutan dipanaskan sampai mendidih dan 0,24 ml Fe 3 O 4 nanopartikel ditambahkan dengan cepat. Setelah boil- ing selama 5 menit, 0,012 mmol HAuCl 4 ditambahkan segera ke solusi. Warna larutan berubah dari hitam menjadi merah, yang menunjukkan bahwa shell Au telah dilakukan pada Fe

3 O 4 nanopartikel berhasil. Setelah reaksi, solusi yang diperoleh diendapkan oleh pilar magnet, dan solusi supernatan telah dihapus. Dengan cara ini, nanopartikel Au murni terbentuk bisa dihapus. Maka solusi dicuci dengan air deionisasi dan 5 ml HCl (2 mol l -1 ) Ditambahkan untuk menghapus uncoated Fe 3 O 4 . Setelah nanocomposites dicuci dengan deionisasi air, Fe 3 O 4 / Au nanocomposites diendapkan oleh Magma sebuah pilar netic dan solusi supernatan telah dihapus. 100 ml NaOH (0,05 mol l -1 ) Ditambahkan ke curah hujan dan kolektif yang Solusi loid diperoleh lagi. Ketika jumlah MPA adalah 0,012, 0,009, 0,006, 0,003 dan 0 mmol, masing-masing, Fe 3 O 4 / Au nanocomposites menunjukkan warna yang berbeda seperti oranye, merah muda, merah, merah tua dan ungu. UV-vis spektrum penyerapan dan transmis- sion mikroskop elektronik (TEM) gambar yang digunakan untuk mengkarakterisasi nanocomposites. 2.3.2. Persiapan Fe 3 O 4 / Au nanocomposites ditambah dengan antibodi Pada awalnya, kelompok karboksil dari MPA pada Fe 3 O 4 / Au nanocom- bertolak diaktifkan dengan NHS di bawah katalisis EDC untuk

20 menit. Karboksil yang diaktifkan dapat bereaksi terhadap amino kelompok pro Tein, sedangkan un-diaktifkan karboksil sulit untuk mengikat gugus amino pada suhu kamar. 500 l Fe 3 O 4 / Au solusi koloid diendapkan oleh pilar magnetik dan curah hujan itu dicuci dengan PBS buffer dua kali. Konsentrasi tertentu kambing anti-manusia IgM (1 ml) dilarutkan dengan PBS larutan buffer adalah

Halaman 3602 J. Wang et al. / Koloid dan Permukaan B: biointerfaces 81 (2010) 600-606 Gambar. 1. Skema diagram dari persiapan Fe 3 O 4 / Au nanocomposites digabungkan dengan antibodi. ditambahkan ke dalam Fe 3 O 4 / Au solusi koloid. Setelah 5 jam, konjugat Fe 3 O 4 / Au nanocomposites ditambah dengan IgM anti-manusia yang diperoleh. Kemudian larutan diendapkan oleh pilar magnetik, dan supernatan dituangkan pergi untuk menghapus un-bereaksi antibodi. 1 ml larutan PBS ditambahkan ke dalam curah hujan. Itu prosedur eksperimental mempersiapkan konjugat dari Fe 3 O 4 / Au nanocomposites ditambah dengan IgM anti-manusia ditunjukkan pada Gambar. 1. 2.3.3. Persiapan Fe 3 O 4 / AuNPs / anti-manusia IgM penginderaan selaput

Konjugat dari Fe 3 O 4 / Au nanocomposites ditambah dengan anti IgM manusia diperkenalkan ke dalam aliran sel dilengkapi dengan pilar magnetik di bawah chip biosensor. Konjugat dapat bergerak pada permukaan biosensor chip dengan pilar magnetik, yang sangat menyederhanakan prosedur anti-manusia IgM immobi- lization. Imobilisasi konjugat pada chip biosensor Permukaan bisa menghasilkan perubahan profil indeks bias yang diamati sebagai pergeseran panjang gelombang resonansi SPR. Setelah 2 jam, PBS penyangga disuntikkan ke aliran sel untuk menstabilkan dasar dan maka 1 mol l -1 etanolamin hidroklorida (pH 8,0) disuntikkan ke dalam aliran sel. Seperti disebutkan dalam Bagian 2.3.2, setelah anti tersebut Tubuh menambahkan, gugus amino dari protein dapat bereaksi terhadap diaktifkan gugus karboksil dari MPA. Sementara mungkin ada beberapa un-bereaksi pengikat ing situs diaktifkan gugus karboksil, yang dapat bereaksi terhadap amino kelompok antigen dan mengarah pada mengikat non-spesifik antigen. Jadi hidroklorida etanolamin digunakan untuk mengikat un-bereaksi kelompok karboksil, dan situs mengikat non-spesifik pada biosensor Permukaan dapat diblokir. Setelah 10 menit, PBS buffer disuntikkan ke aliran sel dan Fe 3 O 4 / AuNPs / anti-manusia membran penginderaan IgM dibentuk. 2.3.4. Persiapan MPA / anti-manusia membran penginderaan IgM Sebagai kontras, MPA / anti-manusia membran penginderaan IgM adalah juga dibangun. PBS buffer digunakan sebagai solusi awal, dan 10 mmol l -1 MPA disuntikkan ke dalam aliran sel. Setelah 2 jam, mobil- boxyl kelompok MPA diaktifkan dengan NHS di bawah katalis yang EDC selama 20 menit. 25,0 GML -1 IgM anti-manusia disuntikkan. Dan yang berlebihan IgM anti-manusia dapat dihapus oleh PBS. 1 mol l -1 etanolamin hidroklorida (pH 8,0) digunakan untuk memblokir non situs mengikat spesifik pada permukaan biosensor. Setelah 10 menit, yang MPA / anti-manusia membran penginderaan IgM dibentuk. 2.3.5. Immunoassay

Pada suhu kamar, IgM manusia pada konsentrasi yang berbeda secara terpisah disuntikkan ke dalam sel aliran biosensor SPR sistem. Pergeseran panjang gelombang resonansi karena antibodi-antigen immunoreactions diukur dengan biosensor SPR. Setelah 40 menit, PBS disuntikkan ke dalam aliran sel. Kemudian larutan sampel lain disuntikkan ke dalam aliran sel. Untuk mengevaluasi selektivitas metode yang diusulkan, manusia serum albumin dan bovine serum albumin ditentukan oleh prosedur yang disebutkan di atas. 2.3.6. Kelahiran kembali Setelah serangkaian immunoassays IgM manusia dilakukan, membran penginderaan dari biosensor SPR itu diregenerasi. Itu pilar magnetik diambil dari prisma dan air diperkenalkan ke dalam aliran sel untuk membasuh Fe 3 O 4 / Au nanocom- posite ditambah dengan IgM anti-manusia. Gambar. 2. gambar TEM dari Fe 3 O 4 / Nanocomposites Au pada diameter yang berbeda. (A) ~8 nm, (b) ~12 nm, (c) ~17 nm, (d) ~ 20 nm, (e) ~ 30 nm dan (f) khas 20 nm Fe 3 O 4 / Au nanokomposit.

Page 4J. Wang et al. / Koloid dan Permukaan B: biointerfaces 81 (2010) 600-606 603 3. Hasil dan diskusi 3.1. Pembuatan dan karakterisasi Fe 3 O 4 / Au nanocomposites Fe 3 O 4 nanopartikel pertama kali dibuat sebagai bahan pembibitan,

dan kemudian Au diendapkan pada Fe 3 O 4 nanopartikel dalam tekanan yang ence MPA untuk membentuk inti / shell Fe 3 O 4 / Au nanocomposites. Itu MPA memainkan peran penting dalam sintesis Fe 3 O 4 / Au nanocom- bertolak dengan diameter yang berbeda. Seperti ditunjukkan dalam Gambar. 1, ketika Au shell mulai menghasilkan, MPA dapat teradsorpsi pada Au sur- menghadapi menahan Au shell dari tumbuh pada Fe 3 O 4 nanopartikel. Jadi penurunan konsentrasi MPA dalam hasil solusi dalam peningkatan ketebalan Au shell pada Fe 3 O 4 nanopartikel. Dengan demikian, Fe 3 O 4 / Nanocomposites Au dengan diameter yang berbeda yang diperoleh dengan menambahkan jumlah yang berbeda dari MPA. Gambar. 2 menunjukkan mikrograf elektron transmisi dari Fe 3 O 4 / Au nanocomposites dengan diameter yang berbeda. Ketika jumlah MPA dalam larutan adalah 0,012, 0,009, 0,006, 0,003 dan 0 mmol, diameter Fe 3 O 4 / Au nanocomposites adalah sekitar 8, 12, 17, 20 dan 30 nm, masing-masing.

Gambar. 2 f menunjukkan mikrograf elektron transmisi dari typi- sebuah cal 20 nm Fe 3 O 4 / Au nanokomposit. Gambar TEM menunjukkan bahwa ada beberapa yang lebih kecil dan lebih ringan partikel, yang menandakan telanjang Fe 3 O 4 nanopartikel. The Au shell pameran kasar-topografi ness pada skala nanometer. Hal ini dapat dihipotesiskan bahwa Au shell tumbuh dengan nukleasi dari nanopartikel kecil di Fe 3 O 4 nanopartikel permukaan dan kemudian mengembangkan struktur shell [28]. Sebagai ketebalan Au shell meningkat, Fe 3 O 4 / Au nanocom- bertolak menunjukkan warna secara bertahap ringan seperti oranye, merah muda, merah, dalam merah dan ungu. Gambar. 3 menunjukkan-UV vis spektrum Fe 3 O 4 nanoparti- cles dan Fe 3 O 4 / Au nanocomposites dengan diameter yang berbeda. Itu -UV vis spektrum Fe 3 O 4 nanopartikel menunjukkan bahwa tidak ada penyerapan muncul. Ketika jumlah MPA ditambahkan ke dalam larutan adalah 0,006, 0,003 dan 0 mmol, Fe 3 O 4 / Au nanocomposites menunjukkan maksimum serapan pada 518, 522 dan 546 nm, masing-masing. Maksimum

panjang gelombang serapan merah bergeser karena diam- meningkat eter Fe 3 O 4 / Au nanocomposites. Ketika jumlah MPA adalah 0,009 dan 0,012 mmol, shell Au disimpan sangat tipis bahwa puncak penyerapan Fe 3 O 4 / Au nanocomposites tidak jelas. 3.2. Persiapan SPR biosensor berdasarkan Fe 3 O 4 / Au nanocomposites ditambah dengan IgM anti-manusia Dalam rangka untuk memilih konsentrasi optimal IgM anti-manusia untuk melakukan eksperimen berikutnya, Fe 3 O 4 / Au nanocomposites digabungkan Gambar. 3. UV-vis spektrum penyerapan Fe 3 O 4 nanopartikel (a) dan Fe 3 O 4 / Au nanocom- bertolak pada diameter yang berbeda: (b) 8 nm, (c) 12 nm, (d) 17 nm, (e) 20 nm dan (f) 30 nm. Gambar. 4. Kurva adsorpsi kinetik dari Fe 3 O 4 / Au nanocomposites ditambah dengan anti-manusia IgM pada konsentrasi yang berbeda. Kesalahan bar = ± SD dan n = 3. dengan IgM anti-manusia pada konsentrasi yang berbeda dipelajari. Itu Fe 3 O 4

/ Au nanocomposites siap dengan 0,003 mmol MPA, dan konjugat dari Fe 3 O 4 / Au nanocomposites ditambah dengan anti IgM manusia pada konsentrasi yang berbeda disuntikkan ke aliran sel dan konjugat dapat bergerak pada chip biosensor permukaan dengan pilar magnetik. Gambar. 4 menunjukkan kurva adsorpsi kinetik melumpuhkan Fe 3 O 4 / Au nanocomposites dengan IgM anti-manusia pada con yang berbeda centrations. Panjang gelombang resonansi bergeser secara signifikan pada awalnya dan cenderung stabil pada 100 menit, yang menunjukkan bahwa immobiliza- tersebut tion konjugat pada permukaan biosensor chip yang selesai. Karena peningkatan konsentrasi IgM anti-manusia, lebih anti mayat bergerak pada permukaan biosensor chip, yang mengakibatkan gelombang resonansi pindah ke lagi yang disebabkan oleh gelombang panjang. Ketika konsentrasi IgM anti-manusia 15,0, 20,0, 25,0, 30,0 dan 35,0 GML -1 , Pergeseran panjang gelombang resonansi adalah 10,7, 14,6, 23,9, 23,9 dan 24,4 nm, masing-masing ( Gambar. 4) . Dengan peningkatan konsentrasi anti-manusia IgM, jumlah antibodi amobil meningkat pada awalnya dan mencapai saturasi secara bertahap, yang menghasilkan tidak ada perubahan dari panjang gelombang resonansi. Ini berarti bahwa imobilisasi IgM anti-manusia bisa mencapai duduk- saturasi ketika konsentrasi IgM anti-manusia 25,0 GML -1 . 3.3. Pengaruh ukuran yang berbeda dari Fe 3 O 4 / Au nanocomposites Dalam tulisan ini, pengaruh diameter yang berbeda dari Fe 3 O 4 / Au nanocomposites pada peningkatan sensitivitas SPR biosensor juga dipelajari. Konjugat dari Fe 3

O 4 / Au nanocomposites cou- memohon dengan IgM anti-manusia secara terpisah disuntikkan ke aliran sel. Gambar. 5 menunjukkan kurva adsorpsi kinetik konjugat. Hal ini dapat dilihat dari Gambar. 5, ketika diameter nanokomposit adalah 8, 12, 17 dan 20 nm, pergeseran panjang gelombang resonansi adalah 16,3, 17.3, 20.3, dan 23.9 nm, masing-masing. Ketika 30 nm dari Fe 3 O 4 / Au nanocomposites ditambah dengan IgM anti-manusia tanpa MPA adalah bergerak di permukaan biosensor chip yang max-sesuai pergeseran Imum dari panjang gelombang resonansi hanya 15,8 nm. Dalam rangka untuk mengidentifikasi jumlah IgM anti-manusia bergerak, telanjang Fe 3 O 4 / Au nanocomposites juga disuntikkan. Pergeseran dari reso- nant panjang gelombang cenderung stabil dalam 15 menit. Ketika diameter nanokomposit adalah 8, 12, 17, 20 dan 30 nm, pergeseran dari resonansi panjang gelombang 0,5, 1,0, 2,3, 3,5 dan 5,2 nm, masing-masing. Faktanya adalah tidak mengherankan bahwa peningkatan nanocomposites diameter lead dengan besar merah pergeseran panjang gelombang resonansi. Dengan kenaikan tersebut

Halaman 5604 J. Wang et al. / Koloid dan Permukaan B: biointerfaces 81 (2010) 600-606 Gambar. 5. Kurva adsorpsi kinetik konjugat dari Fe 3 O 4 / Au nanocomposites ditambah dengan IgM anti-manusia pada diameter yang berbeda. Kesalahan bar = ± SD dan n = 3. Fe 3 O 4 / Au nanocomposites diameter, ketebalan sens- ing membran biosensor meningkat SPR. SPR biosensor sangat sensitif terhadap perubahan minimal membran penginderaan, yang dapat menyebabkan pergeseran dari SPR panjang gelombang resonansi [29]. Akibatnya, dapat diharapkan bahwa konjugat dengan nanokomposit yang lebih besar

amobil pada membran penginderaan, pergeseran panjang reso- nant panjang gelombang dalam kurva SPR diperoleh. Selain itu, jumlah protein imobilisasi pada permukaan biosensor juga memiliki pengaruh penting pada pergeseran panjang gelombang resonansi SPR. Protein dapat pasangan dengan Fe 3 O 4 / Au nanocomposites melalui MPA atau kepatuhan elektrostatik. Ketika ada MPA menempel di nanocomposites, MPA dapat menghubungkan dengan protein melalui chem- obligasi ical, yang tegas dan sebelum bereaksi. Ketika tidak ada MPA, Fe 3 O 4 / Au nanocomposites dapat menyerap protein melalui pemilu kepatuhan trostatic [20], yang jauh lebih lemah dibandingkan dengan ikatan kimia antara protein dan MPA. Jadi jumlah protein amobil dengan 30 nm Fe 3 O 4 / Au nanocomposites kurang Selain itu amobil dengan nanocomposites lainnya. Sebagai hasilnya, imobilisasi 20 nm Fe 3 O 4 / Au nanocomposites ditambah dengan IgM anti-manusia mengarah ke terbesar merah pergeseran yang disebabkan oleh gelombang resonansi panjang. Gambar. 6 menunjukkan hubungan antara konsentrasi IgM manusia dan pergeseran panjang gelombang resonansi ( eq ). Ketika Fe 3 O 4 / Nanocomposites Au (8, 12, 17 dan 20 nm) yang bergerak di permukaan biosensor chip menunjukkan biosensor respon memuaskan IgM manusia pada rentang konsentrasi dari 0,30-20,00 GML -1

( Gambar. 6) . Dan dengan meningkatnya Fe 3 O 4 / Au diameter nanocomposites, pergeseran maksimum yang disebabkan oleh gelombang resonansi panjang karena antibodi-antigen immunoreaction meningkat. Itu Biosensor SPR menunjukkan sensitivitas tertinggi ketika 20 nm Fe 3 O 4 / Au nanocomposites ditambah dengan IgM anti-manusia bergerak pada permukaan biosensor Chip. Sebagai diameter nanocompos- ite bergerak dalam biosensor meningkat SPR, kurva SPR dapat diharapkan untuk beralih ke panjang gelombang yang lebih panjang, yang telah terbukti bermanfaat untuk meningkatkan sensitivitas biosensor SPR [30]. Hal ini juga dapat dilihat dari Gambar. 6 bahwa konsentrasi terendah tion yang dapat terdeteksi diperoleh biosensor dengan 30 nm nanocomposites adalah 1,25 GML -1 , Yaitu 4 kali lebih tinggi dari itu diperoleh biosensor dengan 20 nanocomposites nm. Sebagai laki-laki- gaimana disebutkan sebelumnya, jumlah IgM anti-manusia bergerak dengan 30 nm Fe 3 O 4 / Au nanocomposites tanpa MPA kurang dari itu amobil dengan nanocomposites lainnya, yang menghasilkan rendah sensitivitas SPR biosensor. Hasil ini menunjukkan bahwa kedua diameter Fe 3 O 4 / Au nanocomposites dan jumlah pro- Gambar. 6. Hubungan antara konsentrasi IgM manusia dan pergeseran panjang gelombang resonansi ( eq ) Dengan biosensor berdasarkan Fe 3 O 4 / Au nanocomposites pada diameter yang berbeda. Kesalahan bar = ± SD dan n = 3. teins amobil pada membran penginderaan memainkan peran penting

dalam meningkatkan sensitivitas SPR biosensor. Akibatnya, 20 nm Fe 3 O 4 / Au nanokomposit yang siap dengan 0,003 mmol MPA kandidat terbaik untuk melumpuhkan protein pada permukaan SPR biosensor. 3.4. Penentuan IgM manusia Untuk mempelajari pengaruh Fe 3 O 4 / Au nanocomposites di meningkatkan sensitivitas biosensor, yang biosensor yang berbeda berdasarkan Fe 3 O 4 / AuNPs / anti-manusia IgM penginderaan membran dan MPA / anti membran penginderaan IgM manusia dibangun. Sensitivitas chip biosensor sangat tergantung pada kepadatan permukaan antibodi bergerak, sehingga sangat penting untuk memilih yang optimal yang Konsentrasi ibu antibodi. Secara teori, sebagai permukaan yang lebih besar daerah Fe 3 O 4 / Au nanopartikel, jumlah yang dibutuhkan anti-manusia IgM bergerak oleh Fe 3 O 4 / Nanopartikel Au lebih dari itu bergerak oleh MPA. Dalam rangka memberikan jumlah yang cukup bagi MPA / IgM anti-manusia membran penginderaan, konsentrasi yang sama anti-manusia IgM digunakan, yang dapat membandingkan sensitivitas dua biosensor yang berbeda secara efektif. Jadi 25,0 GML -1 anti- IgM manusia digunakan untuk menyiapkan MPA / IgM anti-manusia penginderaan membran. Gambar. 7 s bagaimana kabar kurva adsorpsi kinetik konjugat pada biosensor dan IgM anti-manusia pada monolayer MPA. Jumlah tersebut IgM anti-manusia bergerak dengan Fe 3

O 4 / Au nanocomposites adalah secara signifikan lebih dari itu oleh MPA. Gambar. 8 s bagaimana kabar hubungan antara konsentrasi IgM manusia dan pergeseran resonansi panjang gelombang dengan biosensor berdasarkan Fe 3 O 4 / Au nanocompos- ITES dan MPA. Hal ini dapat dilihat dari Gambar. 8 a bahwa biosensor SPR berdasarkan Fe 3 O 4 / AuNPs / IgM anti-manusia membran penginderaan menunjukkan respon yang baik untuk IgM manusia dalam berbagai konsentrasi 0,30-20,00 GML -1 . Pergeseran minimum panjang gelombang resonansi 0,5 nm pada 0,30 GML -1 dan pergeseran maksimum yang disebabkan oleh gelombang resonansi panjangnya 5,3 nm pukul 20.00 GML -1 . SPR biosensor berdasarkan MPA / anti-manusia IgM membran penginderaan menunjukkan respon yang baik untuk IgM manusia dalam berbagai konsentrasi 1,25-20,00 GML -1 ( Gbr. 8 b ). Pergeseran minimum panjang gelombang resonansi 0,5 nm pada 1,25 GML -1 dan pergeseran maksimum panjang gelombang resonansi 4.1 nm pukul 20.00 GML -1 .

Halaman 6J. Wang et al. / Koloid dan Permukaan B: biointerfaces 81 (2010) 600-606 605 Gambar. 7. Kurva adsorpsi kinetik konjugat dari Fe 3 O 4 / Au nanocomposites ditambah dengan IgM anti-manusia (a) dan IgM anti-manusia (b).

Hasil-hasil percobaan menunjukkan bahwa biosensor digunakan Fe 3 O 4 / Au nanocomposites lebih sensitif. The pemilu yang luar biasa Efek tromagnetic dari Au plasmon permukaan sebagian besar bertanggung jawab untuk meningkatkan sensitivitas biosensor. Sementara itu, Au shell memiliki lokal plasmon permukaan sendiri karena oscillator kolektif tion elektron konduksi [31], yang akan membuat kuat medan elektromagnetik lokal dekat Fe 3 O 4 / Au nanocomposites. Itu coupling antara medan elektromagnetik lokal nanocom- yang bertolak dan Film Au bisa mempengaruhi modus plasmon. Dengan ini cara, propagasi respon SPR pada permukaan film Au bisa ditingkatkan dan sensitivitas SPR biosensor ditingkatkan. Di Sebaliknya, ketika Fe 3 O 4 / Au nanocomposites yang immo- bilized pada permukaan biosensor chip ketebalan penginderaan meningkat membran dan panjang gelombang resonansi bergerak untuk lebih lama panjang gelombang, yang menghasilkan peningkatan sensitivitas panjang gelombang modulasi SPR biosensor. Kesimpulannya, karena Mag- Properti netic dan properti plasmonic, Fe 3 O 4 / Au nanocomposites dapat menyederhanakan immunoassay dan meningkatkan sensitivitas SPR biosensor. Gambar. 8. Hubungan antara konsentrasi IgM manusia dan pergeseran panjang gelombang resonansi dengan biosensor berdasarkan Fe 3 O 4 / Au nanocomposites (a) dan MPA (b). Kesalahan bar = ± SD dan n = 3. Gambar. 9. Kurva respon SPR dari siklus keseluruhan. 3.5. Regenerasi biosensor Regenerasi biosensor juga merupakan parameter penting untuk mempengaruhi aplikasi praktis. The IgM manusia pada konsentrasi rendah

tion terdeteksi pertama. Karena sejumlah besar ion di PBS penyangga, antigen bisa dicuci dengan suntikan impulsif PBS penyangga [32]. Ketika konsentrasi rendah, antigen mudah dihapus. Antigen pada konsentrasi tinggi, seperti 20 GML -1 . tidak dapat dihapus sepenuhnya ( Gbr. 9) . Sebagai IgM manusia adalah terdeteksi dari konsentrasi rendah ke konsentrasi tinggi, memiliki sedikit efek pada hasil eksperimen. Setelah pilar magnetik diambil dari prisma, air diperkenalkan ke dalam aliran sel, dan konjugat bisa dis sociated dari permukaan biosensor Chip. Kurva respon SPR dari seluruh siklus ditunjukkan pada Gambar. 9, termasuk imobilisasi konjugat, pengikatan antigen pada konsentrasi yang berbeda dan regenerasi biosensor. Seperti ditunjukkan dalam Gambar. 9, yang pergeseran panjang gelombang resonansi imobilisasi konjugat adalah sekitar 24 nm, sedangkan pergeseran panjang gelombang resonansi sarat dengan ratna disosiasi adalah sekitar 20 nm. Sebagai biosensor Chip sur- wajah tidak benar-benar halus, beberapa Fe 3 O 4 / Au nanocomposites dapat bergerak dalam lubang tersebut dari permukaan, yang sulit untuk hapus. Tingkat disosiasi biosensor chip yang bisa datang ke 83%, yang dapat memenuhi permintaan regenerasi. Dan biosen- yang sor chip yang dapat digunakan berulang-ulang. Secara tradisional, asam kuat atau alkali solusi, seperti NaOH atau larutan HCl, digunakan sebagai Regenerasi solusi tion untuk menyuntikkan sel aliran. Setelah 40 menit, antibodi dapat dipisahkan dari permukaan biosensor Chip. Namun, NaOH solusi akan merusak film Au dan mengurangi layanan kehidupan biosensor Chip. Penggunaan Fe 3 O 4 / Au nanocomposites bisa mengatasi batas ini. Kesimpulannya, Fe 3 O 4 / Au nanocomposites berguna untuk menyederhanakan regenerasi membran penginderaan prosedur- prosedur-. Evaluasi mengikat selektif IgM anti-manusia itu juga dilakukan dengan menentukan bovine serum albumin dan manusia albumin serum dalam kisaran konsentrasi 5,00-20,00 GML

-1 . Pergeseran dari panjang gelombang resonansi serum bovine albu- min dan serum albumin manusia pada 5,00-10,00 GML -1 tidak diamati ( Gambar. 10) . Ketika konsentrasi serum bovine albumin dan serum albumin manusia adalah 20 GML -1 , Reso- yang nant panjang gelombang bergeser ke 0,5 nm. Mungkin ada kesenjangan antara konjugat bergerak pada chip biosensor. Akibatnya, protein memiliki kesempatan untuk bergerak kekosongan, yang akan menginduksi adsorpsi non-khusus. Pergeseran reso- yang nant panjang gelombang 20,00 GML -1 IgM manusia adalah 5,3 nm, yang lebih jelas daripada adsorpsi non-khusus. Ini Hasil percobaan menunjukkan selektif mengikat manusia IgG.

http://www.google.com/imgres?imgurl=http%3A%2F%2Fimage.slidesharecdn.com%2Fmrs-id-buletin-juli-2013-131002005954-phpapp01%2F95%2Fmrs-id-buletinjuli2013-14-638.jpg%253Fcb%253D1380693728&imgrefurl=http%3A%2F%2Fwww.slideshare.net%2Fcandratik%2Fmrs-id-buletinjuli2013&h=903&w=638&tbnid=8aiI4grqIkxQ7M%3A&zoom=1&docid=iIliMGexbRDhGM&hl=id&ei=p8F5VJrPPJKWuAT8zYIY&tbm=isch&ved=0CCgQMygMMAw&iact=rc&uact=3&dur=652&page=1&start=0&ndsp=16&biw=1280&bih=663