Redox Polyelectrolyte Modified Gold Nanoparticles Enhance the Detection of Adenosine in an Electrochemical Split-Aptamer Assay

Abstract

Presentamos un ensayo electroquímico tipo sándwich basado en la división de un aptámero en dos fragmentos. Nanopartículas de oro se modifican con uno de los fragmentos y un polielectrolito redox. El primero se utiliza como elemento de reconocimiento, mientras que el otro genera la señal electroquímica. El aptámero dividido utilizado puede detectar adenosina, que se utiliza como sistema modelo para el reconocimiento de moléculas pequeñas. Los múltiples sitios de unión en la nanopartícula, junto con el elevado número de sondas redox, proporcionan un ensayo selectivo y sensible para adenosina, alcanzando un límite de detección de 3,1 nM y un rango lineal de hasta 75 nM. Los resultados obtenidos se analizan en función de las arquitecturas de las nanopartículas y los electrodos. El ensayo puede extenderse fácilmente a otras moléculas pequeñas y ensayos tipo sándwich, lo que representa una herramienta prometedora para la detección de metabolitos a nivel nanomolar.

We present an electrochemical sandwich-type assay based on the splitting of an aptamer into two fragments. Gold nanoparticles are modified with one of the fragments and a redox polyelectrolyte. The first is used as the recognition element, while the other for the electrochemical signal generation. The split-aptamer used here can detect adenosine, used as a model system for recognizing small molecules. The multiple binding sites on the nanoparticle, along with the high number of redox probes, yield a selective and sensitive assay for adenosine, achieving a limit of detection of 3.1 nM and a linear range up to 75 nM. The obtained results are analyzed in terms of the nanoparticle and electrode architectures. The assay can be easily extended to other small molecules and sandwich assays, representing a promising tool for detecting metabolites at thenanomolar level.

Apresentamos um ensaio eletroquímico do tipo sanduíche baseado na divisão de um aptâmero em dois fragmentos. Nanopartículas de ouro são modificadas com um dos fragmentos e um polieletrólito redox. O primeiro é usado como elemento de reconhecimento, enquanto o outro para a geração do sinal eletroquímico. O aptâmero dividido usado aqui pode detectar adenosina, usada como um sistema modelo para reconhecimento de pequenas moléculas. Os múltiplos sítios de ligação na nanopartícula, juntamente com o alto número de sondas redox, produzem um ensaio seletivo e sensível para adenosina, atingindo um limite de detecção de 3,1 nM e uma faixa linear de até 75 nM. Os resultados obtidos são analisados ??em termos das arquiteturas das nanopartículas e dos eletrodos. O ensaio pode ser facilmente estendido a outras moléculas pequenas e ensaios sanduíche, representando uma ferramenta promissora para a detecção de metabólitos em nível tenanomolar.