Бумажный биоанализ на основе наночастиц диоксида церия в качестве колориметрических зондов

Впервые продемонстрировано применение окислительно-восстановительных наночастиц оксида церия в качестве колориметрических зондов в биоанализе. Метод основан на изменении физико-химических свойств наночастиц диоксида церия, используемых в данном случае в качестве хромогенных индикаторов, в ответ на присутствие аналита. Показано, что эти частицы могут быть полностью интегрированы в бумажный биоанализ. Для создания сенсора наночастицы диоксида церия и глюкозооксидазу совместно иммобилизовали на фильтровальной бумаге методом силанизации. В присутствии глюкозы ферментативно образующаяся перекись водорода вызывает визуальное изменение окраски иммобилизованных на биоактивной сенсорной бумаге наночастиц диоксида церия — от бело-желтоватой до темно-оранжевой — в зависимости от концентрации. Предел обнаружения глюкозы составил 0,5 мМ; линейный диапазон достигал 100 мМ, а воспроизводимость для n = 11 бумажных полосок с диоксидом церия — 4,3%. Анализ полностью обратим и может быть повторно использован по меньшей мере в 10 последовательных циклах измерений без существенной потери активности. Еще одной уникальной особенностью является отсутствие необходимости во внешних реагентах, поскольку все сенсорные компоненты закреплены на бумажной платформе. Биоанализ можно хранить не менее 79 суток при комнатной температуре, сохраняя исходные аналитические характеристики. Возможность аналитического применения продемонстрирована на примере определения глюкозы в сыворотке крови человека. Полученные результаты свидетельствуют о потенциале наночастиц этого типа как новых компонентов для разработки надежных колориметрических биоанализов.