Elektrochemická detekcia CA 15-3 biomarkeru rakoviny prsníka pomocou nanomateriálu MXénu

Rakovina prsníka predstavuje najčastejšiu príčinu úmrtí v ženskej populácii a podľa celosvetových prognóz sa očakáva že incidencia ochorenia bude stúpať. Z toho dôvodu je dopyt po spoľahlivej diagnostickej metóde s citlivým limitom detekcie. Nový 2D nanomateriál MXén, objavený v roku 2011 [1] bol implementovaný do mnohých aplikácií kvôli adsorpčnej schopnosti, hydrofilnosti, veľkej ploche a vysokej povrchovej reaktivite. Mxén tvoria prechodné kovy karbidov, nitridov alebo karbonitridov so štruktúrnym vzorcom M_n+1AX_n (n = 1, 2, 3) ktoré sú následne pripravované leptaním A fázy. V našej štúdii sme MXén Ti₃C₂T_x modifikovali s  aryldiazóniovými  derivátmi nesúcimi sulfo (SB) alebo karboxy (CB) betaínovú skupinu s cieľom zvýšiť citlivosť a selektivitu pri konštrukcii afinitného biosenzora s kovalentne imobilizovanou protilátkou na detekciu CA15-3 biomarkera rakoviny prsníka [2]. Na konečnú konštrukciu imunosenzora boli použité dve stratégie, t. j. blokovanie s hovädzím sérovým albumínom a imunosenzor bez blokovacej modifikácie. Elektrochemická reakcia sa uskutočnila s použitím rozpustnej redoxnej sondy Ru(NH₃)₆³⁺.  CA15-3 biomarker bol detegovaný v klinicky relevantnom rozsahu až do 50 U/ml^-1. V prípade imunosezora bez blokovacej stratégie môže detekcia prebiehať pomocou diferenčnej pulznej voltampérometrie a elektrochemickej impedančnej spektroskopie. V prípade elektród blokovaných hovädzím sérovým albumínom môže byť použitý prístup detekcie zmien potenciálu. Okrem toho sme zistili, že Ru(NH₃)₆³⁺ je redoxná sonda, ktorú možno použiť na rozlíšenie záporne nabitých molekúl proteínu prítomných v tesnej blízkosti (≤ 6 nm) elektródy (ako napr. BSA) z negatívne nabitých molekúl proteínu vo väčšej vzdialenosti (> 12 nm) od elektródy (t. j. analyt CA15-3).