Zeitschrift für Elektrotechnik und Elektronik

Optimierung der elektrochemischen Abscheidungsparameter zur Erzeugung eines stabilen Goldnanopartikelfilms auf ITO für die elektrochemische Biosensorik krankheitsspezifischer Biomarker

Kalpana

Die frühzeitige Erkennung fast tödlicher Krankheiten (ansteckend/nicht ansteckend) ist für ihre Bekämpfung sehr hilfreich und trägt dazu bei, die finanzielle Belastung der Regierungen unterentwickelter/sich entwickelnder Länder zu verringern. Zu diesem Zweck spielen Biosensoren in der heutigen Zeit eine sehr wichtige Rolle, insbesondere wenn die Krankheit ansteckend ist und eine große Gefahr für die Menschheit darstellt. Vor diesem Hintergrund werden die experimentellen Bedingungen für die elektrochemische Abscheidung optimiert, indem ein Film aus Goldnanopartikeln auf Indiumzinnoxid (ITO) mit und ohne SAM (selbstassemblierte Monoschicht) aus APTES (3-Aminopropyl)triethoxysilan) abgeschieden wird. AuNP-Filme werden elektrochemisch aus einer AuCl4- enthaltenden Lösung auf zwei verschiedenen ITO-Elektroden abgeschieden, eine ohne und die andere mit SAM aus APTES, indem über eine Anzahl Zyklen ein Potentialbereich mittels zyklischer Voltammetrie angelegt wird, bis der gesättigte anodische Strompeak erreicht ist. In beiden Fällen ist dieser Peak nach sechzig Zyklen elektrochemischer Abscheidung nahezu gesättigt, und danach gibt es nur noch einen leichten Anstieg des anodischen Spitzenstroms. Die Stabilität der so erhaltenen dünnen AuNP-Filme wird durch Charakterisierung mittels DPV für etwa fünfundzwanzig Mal in einer PBS-Pufferlösung (100 mM, pH 7,4, 0,9 % NaCl) mit 5 mM [Fe(CN)6] 3−/4− bestätigt, die die Instabilität des direkt auf ITO abgelagerten AuNP-Films zeigte, während sich ein mit APTES modifizierter AuNP-Film auf ITO (AuNP/APTES/ITO) als stabil erwies, was als geeignet für die weitere Herstellung von Immunelektroden für Biosensorzwecke angesehen werden kann. Krankheitsspezifische Antikörper können mithilfe einer kovalenten Bindung zwischen negativ geladenen Gold-Nanopartikeln und Antikörpern auf dem AuNP/APTES/ITO immobilisiert werden. Diese modifizierte Immunelektrode (Ab/AuNP/APTES/ITO) kann dann weiter verwendet werden, um den in der Probe vorhandenen krankheitsspezifischen Analyten/Biomarker zu diagnostizieren. In jedem Stadium der Modifikation von ITO erhalten wir unterschiedliche Signale, wenn wir die ITO-Elektrode nach jeder Modifikation mit zyklischer Voltammetrie und DPV-Techniken (Differential Pulse Voltammetry) elektrochemisch charakterisieren, indem wir einen Potentialbereich in derselben PBS-Pufferlösung (100 mM, pH 7,4, 0,9 % NaCl) anwenden, die 5 mM [Fe(CN)6] 3−/4 enthält