SCOPUS
SCIE
Electroreduction-Based Electrochemical-Enzymatic Redox Cycling for the Detection of Cancer Antigen 15-3 Using Graphene Oxide-Modified Indium–Tin Oxide Electrodes
저자
Park, Seonhwa ; Singh, Amardeep ; Kim, Sinyoung ; Yang, Haesik
발행기관
학술지명
권호사항
발행연도
2014
작성언어
-등재정보
SCOPUS,SCIE
자료형태
학술저널
수록면
1560-1566(7쪽)
제공처
<P>We compare herein biosensing performance of two electroreduction-based electrochemical-enzymatic (EN) redox-cycling schemes [the redox cycling combined with simultaneous enzymatic amplification (one-enzyme scheme) and the redox cycling combined with preceding enzymatic amplification (two-enzyme scheme)]. To minimize unwanted side reactions in the two-enzyme scheme, β-galactosidase (Gal) and tyrosinase (Tyr) are selected as an enzyme label and a redox enzyme, respectively, and Tyr is selected as a redox enzyme label in the one-enzyme scheme. The signal amplification in the one-enzyme scheme consists of (i) enzymatic oxidation of catechol into <I>o</I>-benzoquinone by Tyr and (ii) electroreduction-based EN redox cycling of <I>o</I>-benzoquinone. The signal amplification in the two-enzyme scheme consists of (i) enzymatic conversion of phenyl β-<SMALL>d</SMALL>-galactopyranoside into phenol by Gal, (ii) enzymatic oxidation of phenol into catechol by Tyr, and (iii) electroreduction-based EN redox cycling of <I>o</I>-benzoquinone including further enzymatic oxidation of catechol to <I>o</I>-benzoquinone by Tyr. Graphene oxide-modified indium–tin oxide (GO/ITO) electrodes, simply prepared by immersing ITO electrodes in a GO-dispersed aqueous solution, are used to obtain better electrocatalytic activities toward <I>o</I>-benzoquinone reduction than bare ITO electrodes. The detection limits for mouse IgG, measured with GO/ITO electrodes, are lower than when measured with bare ITO electrodes. Importantly, the detection of mouse IgG using the two-enzyme scheme allows lower detection limits than that using the one-enzyme scheme, because the former gives higher signal levels at low target concentrations although the former gives lower signal levels at high concentrations. The detection limit for cancer antigen (CA) 15-3, a biomarker of breast cancer, measured using the two-enzyme scheme and GO/ITO electrodes is ca. 0.1 U/mL, indicating that the immunosensor is highly sensitive.</P><P><B>Graphic Abstract</B>
<IMG SRC='http://pubs.acs.org/appl/literatum/publisher/achs/journals/content/ancham/2014/ancham.2014.86.issue-3/ac403912d/production/images/medium/ac-2013-03912d_0005.gif'></P><P><A href='http://pubs.acs.org/doi/suppl/10.1021/ac403912d'>ACS Electronic Supporting Info</A></P>
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