Fabrikasi aptasensor 17β-estradiol berasaskan mikrosfera polimer metakrilat-akrilat terfungsi

Abstract

Bahan kimia pengganggu endokrin (EDC) yang boleh meniru struktur hormon semula jadi boleh menyebabkan masalah kesihatan kepada manusia. Salah satu hormon estrogen yang sering dikaji ialah 17ß-estradiol (E2) kerana sebatian ini banyak dikumuhkan oleh manusia dan dilepaskan ke dalam sistem air serta tidak dipantau di loji rawatan air. Tahap E2 yang tidak normal boleh menyebabkan masalah kesihatan seperti tulang lemah (osteoporosis), masalah kesuburan dan kemurungan disebabkan oleh paras hormon yang tidak stabil. Pendekatan alternatif diambil dengan menggabungkan sensor elektrokimia dengan rantaian E2-aptamer yang telah terbukti mempunyai keafinan tinggi dengan E2 dalam kajian sebelumnya. Bahan pemegun aptamer berasaskan polimer metakrilat-akrilat dengan struktur mikrosfera digunakan untuk meningkatkan kepekatan aptamer pegun yang seterusnya meningkatkan rangsangan sensor tanpa amplifikasi oleh bahan konduktif. Dalam penyelidikan ini, aptasensor elektrokimia untuk pengesanan 17ß-estradiol (E2) dibangunkan menggunakan polimer terubah suai metakrilat - akrilat. Poli(glisidil metakrilat-ko-n-butil akrilat) terfungsi dengan nisbah isipadu 90:10 dalam bentuk mikrosfera bertindak sebagai matriks untuk pemegunan aptamer. Pemegunan melibatkan pengikatan kovalen di antara mikrosfera polimer terfungsi dan aptamer (76-mer) menggunakan glutaraldehid sebagai penghubung dicirikan menggunakan spektroskopi inframerah transformasi Fourier (FTIR) dan kaedah elektrokimia. Pengukuran elektrokimia dilakukan dengan menggunakan kaedah voltametri kitaran (CV) dan voltametri denyut pembezaan (DPV) dijalankan di dalam larutan penimbal yang mengandungi prob redoks kalium ferosianida, (K4[Fe(CN)6]) untuk mengukur interaksi di antara aptamer dan molekul E2. Ini kerana, molekul E2 mempunyai sifat elektroaktif yang rendah dan sukar untuk menjalani proses tindak balas redoks. Berdasarkan analisis elektrokimia, keadaan optimum rangsangan pengesanan E2 meningkat dengan penggunaan 0.5 mg mikrosfera dan 5.0 μM kepekatan aptamer dalam 0.1 M larutan penimbal tris-HCI pada pH 7.5. Aptasensor 17ß-estradiol (E2) yang dibangunkan berjaya menunjukkan julat rangsangan linear di antara 0.1 nM - 1.0 μM (R2 = 0.9937) dengan had pengesanan terendah 7.384 pM. Kebolehasilan aptasensor (n=8) diperoleh ialah di antara 2.65% - 12.23% dan bersifat selektif terhadap molekul E2 apabila dibandingkan dengan rangsangan sebatian EDC yang lain. Tambahan itu, aptasensor yang dihasilkan berjaya mengesan kepekatan E2 yang ditambah (spiked) dalam sampel air sungai dengan peratus perolehan semula yang tinggi iaitu di antara 92.5 - 98.2% . Oleh itu, aptasensor yang dibangunkan ini mempunyai prestasi pengesanan yang baik dalam mengesan dan memantau kepekatan E2 dalam sampel air.