Biosenseur capacitif avancé à nanocomposite zéolite-oxyde de fer pour la détection rapide de l'IL-3 dans la septicémie

Résumé

La septicémie est une condition extrême impliquant une réponse physique à une infection microbienne sévère et cause des problèmes mortels et mettant la vie en danger. La septicémie se génère lors de la libération de chimiques avec le système immunitaire dans la circulation sanguine pour lutter contre une infection, ce qui provoque l'inflammation et mène à l'urgence médicale. Un nanocomposite complexe de zéolite longitudinale et d'oxyde de fer a été extrait de cendres volantes de mine de charbon et utilisé pour améliorer les caractéristiques de surface du biosenseur capacitif afin d'identifier les attaques de septicémie. L'anticorps anti-interleukine-3 (anti-IL-3) a été attaché à la surface de l'électrode capacitive complexée zéolite-oxyde de fer via un lien amine pour interagir avec le biomarqueur de septicémie IL-3. Les composants morphologiques et chimiques du nanocomposite ont été étudiés par analyses FESEM, FETEM et EDX. À environ 30 nm, le nanocomposite de zéolite longitudinale et d'oxyde de fer a permis d'atteindre une limite de détection de l'IL-3 de 3 pg/mL sur la courbe linéaire, avec un coefficient de régression (R²) de 0,9673 [y = 1,638x − 1,1847]. Une limite de détection plus faible a été atteinte dans la gamme dose-dépendante (3–100 pg/mL) en raison de la plus grande quantité d'immobilisation d'anticorps sur la surface de détection due aux nanomatériaux et au courant de surface amélioré. De plus, des expériences de contrôle avec des biomolécules pertinentes n'ont pas montré de changements de capacitance, et l'IL-3 épicée dans le sérum humain a augmenté la capacitance, indiquant la détection spécifique et sélective de l'IL-3. Cette étude identifie et quantifie l'IL-3 via des méthodes potentiellement utiles et aide au diagnostic d'attaque de septicémie.

Introduction

La septicémie est une condition fatale qui se produit lorsque le corps répond sévèrement à une infection. En raison de l'attaque de septicémie, le corps produit un niveau plus élevé de biomolécules de signalisation appelées « cytokines », qui attirent les cellules immunitaires. L'augmentation du nombre de ces cellules sécrète plus de cytokines, et la tempête de cytokines recrute plus de cellules immunitaires. Au lieu de contrôler l'infection initiale, les facteurs immunitaires attaquent les organes et les tissus du corps. De plus, cette infection déclenche une réaction en chaîne dans tout le corps et cause une défaillance d'organes et des dommages tissulaires. En particulier, la septicémie commence dans les poumons, la peau, le tractus urinaire et le tractus gastro-intestinal et se propage largement vers d'autres organes, ce qui mène à des lésions d'organes. Par conséquent, il est nécessaire d'arrêter le processus plus tôt pour prévenir les attaques sur d'autres organes. L'identification de la septicémie à ses stades précoces avec un biomarqueur approprié aide à fournir un traitement rapide aux patients et à sauver des vies. Les chercheurs ont trouvé que le facteur inflammatoire interleukine-3 (IL-3) est un prédicteur indépendant d'attaque de septicémie et de mort produit par les cellules B activateurs de réponse innée (IRA) suite à l'activation du récepteur de type Toll. De plus, il a été trouvé qu'un niveau plus élevé d'IL-3 était associé à un taux de mortalité plus élevé chez les patients septicémiques et a confirmé que l'IL-3 joue un rôle majeur dans la régulation immunitaire et les réponses plus élevées aux corticostéroïdes pendant la septicémie. Cette recherche visait à quantifier le niveau d'IL-3 en utilisant un capteur électrochimique capacitif modifié par nanocomposite zéolite-oxyde de fer (zéolite-fer).

La détection de biomolécules avec des biosenseurs dépend fortement de l'immobilisation de la molécule cible ou de détection sur la surface de l'électrode transductrice. Un plus grand nombre de sondes de capture immobilisées avec une orientation appropriée mène à des limites de détection de cible plus basses. Dans la plupart des cas, l'immobilisation de la sonde de capture a été réalisée par adsorption physique, interaction électrostatique, liaison covalente et piégeage de biomolécules avec des polymères. Il peut être difficile d'atteindre la reproductibilité et la biocompatibilité des biomolécules immobilisées par les méthodes d'immobilisation ci-dessus. En particulier, l'attachement de molécules de capture plus petites telles que l'ARN, l'ADN, les aptamères et les peptides aux surfaces de détection est compliqué. Divers chercheurs ont utilisé différentes techniques pour une immobilisation efficace. Récemment, les nanomatériaux ont été très attractifs pour une utilisation dans le processus d'immobilisation biomoléculaire sur les surfaces de détection. Les nanoparticules d'or ont été efficacement immobilisées sur diverses surfaces de détection, telles que les substrats ELISA en polystyrène et les électrodes en aluminium, et ont capturé des molécules potentielles, y compris les anticorps, les protéines, l'ADN et les aptamères. En plus de la silice, l'aluminium et le graphène sont des matériaux couramment utilisés pour l'immobilisation de biomolécules. Ces nanomatériaux améliorent le nombre de molécules de capture et assurent la biocompatibilité et la stabilité des biomolécules sur les surfaces de détection, ce qui aide à améliorer la stratégie de détection. Récemment, les matériaux inorganiques tels que la zéolite, l'argile et le sol-gel ont attiré l'attention des chercheurs pour résoudre ces problèmes. De plus, la synthèse de nanomatériaux par des approches plus vertes a été fortement encouragée en raison des grands avantages associés, tels que ne pas impliquer de matériaux dangereux et être moins coûteux. De plus, des approches sur mesure peuvent être utilisées pour atteindre les tailles et formes désirées des nanomatériaux. L'étude actuelle était en ligne avec cette approche et a produit un nanomatériau de zéolite combiné avec du fer isolé pour créer un nanocomposite.

La zéolite est un aluminosilicate microporeux cristallin composé de tétraèdres TO₄ et d'atomes O. C'est un matériau prometteur pour l'immobilisation biomoléculaire en raison de sa surface plus grande, de sa capacité d'échange d'ions, de son hydrophobie/hydrophilie contrôlable, et de sa haute conductivité mécanique et thermique. Par conséquent, diverses études dans le domaine des biosenseurs ont été établies en utilisant le matériau zéolite pour le processus d'immobilisation biomoléculaire et ont atteint des limites de détection plus basses pour développer des biosenseurs tels que les capteurs de glucose et d'urée. De même, les nanomatériaux de fer améliorent l'effet des propriétés d'échange de cations et donnent des réponses rapides aux changements de courant lors des interactions avec les biomolécules. Le nanocomposite zéolite-oxyde de fer avec une composition unique utilisé dans cette étude améliore la haute performance du capteur, fournissant en outre une sensibilité améliorée en raison de l'amélioration de la conductivité. Cette étude s'est concentrée sur les nanomatériaux zéolite-fer extraits de cendres volantes de mine de charbon et les a utilisés comme substrats pour les électrodes capacitives pour immobiliser la sonde de capture, qui était l'anticorps anti-IL-3. Comparé aux détections précédentes médiées par nanomatériaux de différentes interleukines, le système de détection actuel fournit des améliorations de plusieurs façons. Par exemple, sa plus grande adéquation pour les capteurs électrochimiques nécessite moins d'étapes expérimentales, et il montre une adéquation pour la fonctionnalisation chimique de surface et une haute capacité anti-salissure.

Un biosenseur capacitif est un capteur électrochimique créé en enregistrant l'attraction entre la sonde et la cible interagissant sur la surface de l'électrode. Un biosenseur capacitif aide à mesurer les changements dans la couche diélectrique à l'interface électrode lorsque une biomolécule cible se lie avec la sonde immobilisée sur la surface de détection. La capacitance entre l'électrode et l'électrolyte est décrite par C = (2nε₀εA)/d, où ε : constante diélectrique, A : surface de la plaque, ε₀ : permittivité de l'espace libre, n : nombre de doigts répétitifs, et d : épaisseur de la couche isolante. Un biosenseur capacitif non faradique aide à éviter la dénaturation des protéines causée par la métallisation et améliore l'interaction de liaison cible-sonde. Diverses études ont utilisé des biosenseurs capacitifs pour identifier diverses molécules cibles, y compris les nucléotides, les métaux lourds, les protéines et les molécules organiques. Dans cette recherche, une expérience de biosenseur capacitif non faradique a été menée sur une surface d'électrode modifiée zéolite-fer. La zéolite-fer a été attachée à l'électrode capacitive par le (3-aminopropyl)-triméthoxysilane comme lien amine, puis l'anti-IL-3 a été attaché à la surface par l'attraction entre la surface amine et le groupe carboxylique (COOH) de l'anticorps. Une électrode modifiée par anticorps anti-IL-3 a été utilisée pour quantifier l'IL-3 et diagnostiquer l'attaque de septicémie.

Matériaux et méthodes

Appareils et réactifs

Les cendres volantes ont été reçues d'une centrale thermique en Inde. L'hydroxyde de sodium et l'acide sulfurique ont été achetés chez Sigma Aldrich (Missouri, USA). Le (3-aminopropyl)-triméthoxysilane (APTMS) a été reçu de Merck (NJ, USA). Le papier filtre Whatman a été obtenu de Thermo Fisher Scientific (Massachusetts, USA). L'IL-3 et les anticorps anti-IL-3 ont été reçus de Santa Cruz Biotechnology (Texas, USA). La microscopie électronique à balayage à émission de champ (FESEM ; Hitachi, S-4300 SE, Japon) et la microscopie électronique en transmission à émission de champ (FETEM ; JEM-2100F, JEOL, Japon) ont été utilisées pour analyser le nanomatériau zéolite-fer par des méthodes décrites précédemment.

Synthèse du nanomatériau zéolite-fer

Les nanomatériaux zéolite-fer ont été synthétisés en utilisant le fer, la silice et l'alumine extraits des cendres volantes. Les trois étapes majeures suivantes étaient impliquées dans cette procédure : (1) séparation des particules de fer ; (2) extraction de l'aluminosilicate de sodium ; et (3) préparation de nanoparticules zéolite-fer par la méthode de synthèse sol-gel.

Séparation du fer des cendres volantes

Un aliquot de 25 g de cendres volantes a été mélangé avec 500 µL d'eau distillée et agité pendant 30 min à l'aide d'un agitateur magnétique. Les particules de fer collées à l'agitateur magnétique ont été séparées, puis 1 g des particules séparées a été mélangé avec 25 % d'acide sulfurique et agité pendant 1 h à 50 °C. Ensuite, la solution contenant du fer et les particules de fer ont été séparées par papier filtre Whatman et utilisées comme base pour l'oxyde de fer pour synthétiser le nanomatériau zéolite-fer.

Extraction de l'aluminosilicate de sodium des cendres volantes

La méthode d'extraction alcaline a été utilisée pour extraire l'aluminosilicate de sodium des cendres volantes par la méthode d'extraction alcaline. D'abord, 25 g de cendres volantes séparées du fer ont été mélangées avec 500 µL d'hydroxyde de sodium 2 M et chauffées à 100 °C avec agitation pendant 6 h. Après refroidissement de la solution, l'aluminosilicate de sodium (la solution dans le mélange) a été séparé par papier filtre Whatman. La solution filtrée a été utilisée comme base pour synthétiser une zéolite.

Nanomatériau zéolite-fer synthétisé par la méthode sol-gel

Le fer extrait et l'aluminosilicate de sodium ont été utilisés comme base pour synthétiser les nanomatériaux zéolite-fer par la méthode sol-gel. Dans la première étape, un bécher contenant 200 mL d'aluminosilicate de sodium au pH 12 a été placé sur une plaque chauffante sous agitation. Ensuite, la solution a été titrée avec la solution de fer au pH 1 en ajoutant des quantités goutte à goutte de solution de fer jusqu'à ce qu'elle atteigne le pH 7. Au pH 7, un gel blanc s'est formé, et ce gel a été agité continuellement toute la nuit pour obtenir des nanoparticules zéolite-fer uniformément distribuées. Le lendemain, le gel a été séparé par centrifugation (10 000×g pendant 10 min) puis lavé avec 25 % d'éthanol et de l'eau distillée. Le produit final a été séché à 100 °C pendant 1 h pour obtenir une poudre composée de nanomatériaux zéolite-fer. La surface du nanomatériau zéolite-fer a été caractérisée par FETEM et FESEM. L'analyse par rayons X à dispersion d'énergie (EDX) a également été réalisée pour identifier les éléments dans la zéolite-fer.

Modification amine de la zéolite-fer et fonctionnalisation de la surface de l'électrode capacitive

L'amine a été enduite sur la surface de la zéolite-fer par l'agent de couplage silane APTMS. Pour cela, 1 g de zéolite-fer a été mélangé avec 1 % de KOH pendant 10 min, puis l'excès de KOH a été éliminé par l'eau distillée. Ensuite, la zéolite-fer traitée au KOH a été mélangée avec 1 % d'APTMS, et le mélange a été placé sur un agitateur chauffé toute la nuit. Le lendemain, le nanomatériau a été lavé avec de l'éthanol et séparé par centrifugation (10 000×g pendant 10 min). Cette zéolite-fer APTMS a été attachée à la surface de l'électrode capacitive pour identifier l'IL-3. Pour cette immobilisation, la zéolite-fer APTMS a été déposée sur l'électrode hydroxylée et maintenue à température ambiante pendant 3 h. La liaison entre le nanocomposite zéolite-fer, l'APTMS et la surface de détection était due au couplage silane avec les groupes oxyde générés. En général, le couplage silane se produit avec plusieurs bras disponibles pour les groupes oxyde, produisant des liaisons entre le nanocomposite zéolite-fer, l'APTMS et la surface de détection. En raison de ces liaisons multiples, une disposition spatiale sur la surface de détection est formée. Après lavage de la surface avec de l'éthanol suivi d'eau, un processus d'immobilisation d'anticorps anti-IL-3 a été effectué pour interagir avec l'IL-3.

Détermination de l'IL-3 sur la surface de l'électrode capacitive modifiée anti-IL-3

La surface décrite ci-dessus a été formée par ancrage amine, ce qui permet la réaction avec les groupes COOH disponibles lorsque l'anticorps s'attache. L'IL-3 a été identifiée sur une surface d'électrode capacitive immobilisée anti-IL-3. Pour cela, l'IL-3 à 100 pg/mL a été diluée dans du tampon PBS et déposée goutte à goutte sur une surface d'électrode modifiée par anticorps. Suite à l'immobilisation de l'anticorps, la surface non liée restante a été bloquée par PEG-COOH (1 mg/ml). Une réaction similaire à anticorps-APTMS se produit lorsque PEG-COOH est attaché. La valeur de capacitance a été enregistrée avant et après l'interaction avec l'IL-3. Les différences de valeur ont été considérées pour la liaison de l'IL-3 avec son anticorps. De plus, pour calculer la limite de détection, l'IL-3 a été titrée de 3 à 50 pg/mL et déposée indépendamment sur les surfaces modifiées par anticorps. La procédure expérimentale autre a été effectuée comme décrit précédemment. La différence de valeur de capacitance pour chaque concentration d'IL-3 a été calculée et tracée pour calculer la détection de l'IL-3 par la valeur R². Lorsque l'IL-3 est attachée à la surface immobilisée par anticorps, il y aura une interaction authentique.

Biofouling et détermination sélective de l'IL-3 sur la surface de l'électrode capacitive modifiée zéolite-fer

Une expérience de biofouling a été menée sous trois conditions différentes de biomolécules, incluant la présence d'un anticorps non immunitaire ou d'une protéine de contrôle et l'absence d'anticorps IL-3. Dans le premier cas, au lieu de l'anticorps IL-3, un anticorps non immunitaire a été utilisé ; dans la deuxième expérience, au lieu de l'IL-3, une protéine de contrôle a été utilisée ; et la dernière expérience a été menée sans anticorps IL-3. Les valeurs de capacitance ont été comparées pour l'interaction spécifique de l'anticorps IL-3 avec l'IL-3. Une expérience sélective a été menée en épiçant l'IL-3 dans une dilution 1:100 de sérum humain et en l'ajoutant goutte à goutte sur une surface d'électrode modifiée anti-IL-3. Les changements de capacitance ont été enregistrés pour chaque concentration d'IL-3 pour identifier l'identification sélective de l'IL-3. La reproductibilité a été confirmée en répétant les expériences trois fois (en triplicat) avec des dispositifs similaires fabriqués à partir de la même fabrication par lot. La durée de vie de stockage et la stabilité de la surface immobilisée par sonde ont également été déterminées.

Résultats et discussion

La septicémie est la condition avec beaucoup de chimiques libérés dans le système immunitaire, et déclenche une inflammation généralisée avec le dommage ultime des organes. La figure 1a montre une illustration schématique de l'identification de l'IL-3 sur une surface de détection capacitive modifiée anti-IL-3 pour déterminer la condition associée à la septicémie. La zéolite-fer modifiée APTMS a été utilisée pour attacher l'anticorps de capture à la surface de l'électrode de détection. L'APTMS sur la surface de la zéolite-fer a été immobilisé sur la surface de l'électrode par l'interaction entre l'amine sur le nanomatériau et les groupes OH sur la surface de l'électrode. La figure 1b confirme l'intégrité de la surface de l'électrode sur le capteur capacitif, telle que capturée sous un microscope à haute puissance. L'anticorps a été lié à la surface par COOH et l'amine de la zéolite-fer. La zéolite-fer aide à attacher un plus grand nombre d'APTMS sur l'électrode de détection, ce qui aide à capturer plus d'anticorps sur la surface de l'électrode capacitive. Diverses études ont indiqué que l'immobilisation de la sonde de capture sur la surface de détection joue un rôle crucial dans l'abaissement de la limite de détection de la molécule cible. Dans cette recherche, le nanomatériau zéolite-fer a été utilisé pour attacher l'anticorps anti-IL-3 à la surface de l'électrode de détection. Une immobilisation plus élevée d'anticorps anti-IL-3 avec une orientation appropriée aide à atteindre des limites de détection plus basses de l'IL-3.

Analyse morphologique du nanomatériau zéolite-fer par FESEM et FETEM

La figure 1c, d (encart) affiche l'image morphologique du nanomatériau zéolite-fer obtenue par FESEM à différents grossissements et l'analyse élémentaire EDX. Le nanomatériau zéolite-fer obtenu était lisse et uniformément distribué, avec une nanostructure longitudinale densément empilée. La taille de cette nanostructure était d'environ 30 nm, et l'image obtenue montre que le nanocomposite était arrangé avec des formes uniformes et bien distribuées à la distance appropriée. L'image FETEM a également prouvé une forme similaire à celle obtenue par FESEM pour les nanocomposites zéolite-fer formés. Le résultat EDX a confirmé la présence de Fe, Al, Si et O dans le nanocomposite zéolite-fer synthétisé. Les pourcentages atomiques élémentaires majeurs de Si, Al, Fe et O étaient de 3,46, 0,78, 2,13 et 24,39 % respectivement. Ce résultat FESEM et EDX confirme la formation de nanomatériaux zéolite-fer.

Préparation de l'électrode de détection pour la détermination de l'IL-3

L'immobilisation de l'anticorps anti-IL-3 sur le biosenseur capacitif a été confirmée en modifiant le niveau de capacitance après chaque immobilisation biomoléculaire. La figure 3a montre les changements de capacitance pendant le processus d'attachement de l'anticorps à la surface modifiée zéolite-fer. Comme montré dans la figure 3a, la surface d'électrode capacitive attachée au KOH montre une valeur de capacitance de 1,74 × 10⁹ nF, et après l'ajout goutte à goutte de la zéolite-fer APTMS, elle a augmenté à 2,02 × 10⁹ nF. Cette augmentation de capacitance a confirmé l'attachement des nanomatériaux à l'électrode de détection. De plus, lors de l'ajout de l'anticorps anti-IL-3, la valeur de capacitance a augmenté drastiquement à 3,42 × 10⁹ nF. Cette augmentation plus élevée a été notée en raison de la plus grande quantité d'immobilisation d'anticorps sur la zéolite-fer modifiée APTMS. De plus, les nanomatériaux ont montré une disposition appropriée avec un plus grand nombre d'APTMS sur la surface de l'électrode de détection, attirant finalement plus d'anticorps. Finalement, PEG-COOH a été ajouté pour des fins de blocage, et la capacitance s'est trouvée augmenter à 3,64 × 10⁹ nF. Le capteur fonctionne sur la base des changements de charge de surface et, ultimement, des changements de capacitance. Les changements de charge de surface varient avec les attachements/interactions moléculaires. Chaque molécule porte des charges différentes et influence la capacitance du capteur. Par conséquent, la différence de capacitance a été considérée pour les mesures. Des changements plus élevés de capacitance ont été notés en raison de la plus grande occupation d'anticorps IL-3 sur la surface de l'électrode de détection. PEG-COOH aide à réduire la liaison non spécifique de l'IL-3 sur la surface de l'électrode de détection et élimine les résultats faussement positifs. Diverses études ont prouvé que les polymères à base de PEG sur les surfaces de détection améliorent la biocompatibilité, réduisent le rapport signal/bruit et fournissent une orientation appropriée des biomolécules immobilisées sur les surfaces de détection, ce qui mène à une limite de détection plus basse du capteur. Puisque la surface APTMS attire d'autres biomolécules électrostatiquement, PEG-COOH a été utilisé pour couvrir la surface APTMS excédentaire sur le nanomatériau zéolite-fer, ce qui aide à réduire le biofouling. Cette surface modifiée anti-IL-3 a été utilisée pour identifier l'IL-3.

Détermination et quantification de l'IL-3 sur la surface d'anticorps anti-IL-3

L'IL-3 a été quantifiée sur une surface d'électrode capacitive de détection modifiée anti-IL-3. Initialement, une concentration plus élevée d'IL-3 (100 pg/mL) a été testée sur la surface modifiée par anticorps, et la valeur de capacitance a augmenté de 3,74 × 10¹⁰ nF à 13 × 10¹⁰ nF. Cette augmentation confirme l'interaction de l'IL-3 avec l'anticorps anti-IL-3. Une expérience similaire a été menée avec des concentrations d'IL-3 de 3 à 50 pg/mL. Comme montré dans la figure 4b, les valeurs de capacitance ont augmenté à 4,56 × 10¹⁰ nF, 5,84 × 10¹⁰ nF, 6,64 × 10¹⁰ nF, 8,39 × 10¹⁰ nF et 12 × 10¹⁰ nF. Il a été noté qu'avec l'augmentation des concentrations d'IL-3, les valeurs de capacitance augmentaient progressivement. La différence des valeurs de capacitance a été calculée et tracée dans une feuille Excel, et la détection de l'IL-3 a été calculée à 3 pg/mL avec une valeur R² de 0,9673. Une réponse linéaire dose-dépendante avec différentes concentrations d'IL-3 (3–100 pg/mL) a été trouvée lors de l'interaction avec anti-IL-3. Cependant, lors de la titration à des concentrations plus élevées, les échantillons étaient saturés.

Biofouling/Anti-fouling sur l'électrode capacitive modifiée APTES-zéolite-fer

Le biofouling est le plus grand problème dans tout type de biosenseur, ce qui mène à une identification faussement positive de la cible sur la surface de détection. Les agents de blocage tels que BSA, éthanolamine et polymères à base de PEG sont des molécules courantes qui réduisent le biofouling sur les surfaces de détection. Ici, PEG-COOH a été utilisé comme agent de blocage, et l'effet de biofouling a été confirmé dans trois expériences de contrôle différentes, à savoir sans anticorps IL-3, avec un anticorps non immunitaire et avec une protéine de contrôle (IL-8). Comme montré dans la figure 6a, les trois expériences de contrôle n'ont pas réussi à augmenter la valeur de capacitance, indiquant l'identification spécifique de l'IL-3 sans aucun biofouling.

Épicage de l'IL-3 dans le sérum humain et stabilité

Différentes concentrations d'IL-3 ont été épiquées dans le sérum humain et soumises à la même procédure expérimentale pour identifier l'IL-3 dans des situations réelles. Comme affiché dans la figure 6b, l'IL-3 épiquée dans le sérum humain a clairement produit des valeurs de capacitance augmentées avec des concentrations accrues d'IL-3. Ce résultat confirme l'identification sélective de l'IL-3 par l'électrode capacitive modifiée anti-IL-3.

En considérant la reproductibilité, la surface de détection se comporte bien, avec des valeurs d'erreur minimales. La durée de vie opérationnelle de la surface de détection fabriquée avec nanomatériau attaché peut être prolongée pendant trois mois avec un stockage approprié dans un dessiccateur. Cependant, après l'attachement de la sonde, la surface était stable pendant 2 semaines et tendait à perdre 19 % de la stabilité, et la perte de stabilité devenait abrupte à partir de la 3ème semaine. Pour prouver la haute performance du capteur actuel, une étude comparative a été réalisée avec les capteurs actuellement disponibles, et les résultats indiquent qu'il est comparable et se comporte mieux dans plusieurs instances.

Conclusion

La septicémie met la vie en danger, implique une réaction immunitaire écrasante, est extrêmement dangereuse et affecte tout le corps. Cette étude a démontré l'identification d'un biomarqueur de septicémie (IL-3) sur une électrode capacitive. Le nanomatériau zéolite-fer a été extrait d'une électrode capacitive modifiée par cendres volantes de charbon pour augmenter le flux de courant lors de la liaison de biomolécules à l'électrode de détection. La modification amine a été réalisée pour attacher l'anticorps anti-IL-3 à la zéolite-fer. La détection de l'IL-3 a été menée sur une électrode modifiée par anticorps et a atteint la limite de détection de l'IL-3 à 3 pg/mL. De plus, les expériences de contrôle n'ont pas réussi à montrer une augmentation de la valeur de capacitance, confirmant la détection spécifique de l'IL-3, et les expériences sélectives avec l'IL-3 épiquée dans le sérum humain ont affiché une augmentation claire de la capacitance. Cette méthode expérimentale quantifie les niveaux d'IL-3 et aide au diagnostic des attaques de septicémie.