17β-Estradiol (E2), onurğalıların fiziologiyasında təbii olaraq mövcud olan əsas steroid estrogenlərdən biri olan kiçik və hidrofob molekuldur. E2 elektrokimyəvi biosensoru isə E2-nin tanıma təbəqəsi ilə qarşılıqlı təsirini elektrod səthində ölçülə bilən elektrik dəyişməsinə çevirən analitik sensor sistemidir. Mənbə icmal E2-nin aşkarlanmasında istifadə olunan üç əsas tanıma yanaşmasını — aptamerlər, antikor əsaslı immunosensorlar və molekulyar çaplanmış polimerləri (molecularly imprinted polymers, MIP) — elektrod platformaları, nanomateriallar, səth immobilizasiya kimyası və CV, DPV, SWV, EIS, amperometriya, ECL və PEC kimi elektrokimyəvi oxuma üsulları ilə birlikdə qiymətləndirir.

İcmalın əsas nəticəsi budur ki, E2 sensorunun analitik uğuru yalnız bir komponentdən və ya ən aşağı bildirilmiş aşkarlanma həddindən asılı deyil. Tanıma kimyası ilk növbədə seçiciliyi və bağlanma davranışını; elektrod və nanostrukturlu səth mühəndisliyi elektron ötürülməsini, aktiv səth sahəsini, tanıma elementinin yüklənmə qabiliyyətini və çirklənməyə qarşı davamlılığı; ölçmə üsulu isə siqnalın formasını, sabitliyini və ölçmə həssaslığını müəyyən edir. Buna görə aptamer, antikor və ya MIP əsaslı sensorları yalnız LOD dəyərlərini sıralamaqla müqayisə etmək kifayət deyil.

Mənbədə araşdırılan tədqiqatlar çox geniş performans diapazonları bildirir. Aptamer əsaslı platformalarda femtomolyar və bəzi təkmilləşdirilmiş sistemlərdə daha aşağı səviyyələrə çatan LOD-lar, immunosensorlarda pg/mL və fg/mL sinfinə enən nümunələr, MIP sistemlərində isə femtomolyar səviyyədən mikromolyar səviyyəyədək uzanan çox geniş performans paylanması müşahidə olunur. Lakin bu rəqəmlər fərqli nümunə hazırlama üsulları, fərqli elektrod sahələri, fərqli siqnal gücləndirmə texnikaları, fərqli inkubasiya müddətləri və fərqli real nümunə şərtlərində əldə edildiyindən bir-birinin birbaşa ekvivalenti deyil.

Real nümunə doğrulaması icmalın mərkəzi qiymətləndirmə mövzularından biridir. Çay, kran, göl və tullantı suyu kimi ətraf mühit suları ilə yanaşı serum, sidik, süd və bəzi digər bioloji/məhsul matrisləri araşdırılmışdır. Bununla belə, “real nümunə istifadə edildi” ifadəsi həmişə emal olunmamış təbii nümunənin birbaşa ölçüldüyü demək deyil. Bəzi tədqiqatlar nümunəni filtrləmiş, ekstraksiya etmiş və ya xüsusilə sidik nümunələrində 10²–10³ dəfə durultmuşdur. Bir çox doğrulama da təbii naməlum nümunələr əvəzinə məlum miqdarda E2 əlavə olunmuş nümunələrdə spike-recovery yanaşması ilə aparılmışdır.

İcmal buna görə gələcək tədqiqatlar üçün yalnız daha aşağı LOD hədəflənməsini deyil, real matrislərdə interferensiya sınaqlarının standartlaşdırılmasını, durultma və ekstraksiyanın açıq şəkildə bildirilməsini, LC-MS/MS, HPLC, ELISA və ya klinik ECL kimi müstəqil istinad üsulları ilə çarpaz doğrulamanı, uzunmüddətli sabitlik və təkrar istifadə sınaqlarını və kütləvi istehsala uyğun elektrod/platform dizaynlarını prioritet kimi təklif edir.

Əsas metodoloji məhdudiyyət: Bu nəşr yeni E2 biosensoru hazırlayan eksperimental tədqiqat deyil. Müxtəlif tədqiqatlarda bildirilmiş sensor arxitekturalarını və analitik performansları müqayisə edən Review Article-dır. Məqalədə formal sistematik icmallarda gözlənilən məlumat bazalarının siyahısı, axtarış tarixləri, tam sorğular, PRISMA axını, yoxlanmış tədqiqat sayı və ya risk-of-bias qiymətləndirilməsi verilmir. Buna görə icmalın müqayisələri güclü texniki sintez təqdim etsə də, formal meta-analiz və ya tam təkrarlana bilən sistematik ədəbiyyat axtarışı kimi şərh edilməməlidir.

17β-Estradiol nədir?

17β-Estradiol və ya qısaca E2 dördhalqalı steroid skeletinə malik təbii estrogendir. Mənbə E2 üçün C₁₈H₂₂O₂ molekul formulunu, təxminən 272,38 g/mol molekul kütləsini və CAS 50-28-2 identifikasiya nömrəsini verir.

E2 molekulunda aromatik A halqasında fenolik hidroksil qrupu və C17 mövqeyində β istiqamətli ikinci hidroksil qrupu mövcuddur. Hidrofob davranışına görə oktanol/su paylanma əmsalı ədəbiyyatda təxminən log K_ow = 2,6–4,0 diapazonunda bildirilir. Mənbə həmçinin pK_a dəyərini təxminən 10,46 olaraq göstərir; buna görə ətraf mühit sularında geniş yayılmış pH şəraitində E2-nin böyük hissəsi ionlaşmamış formada ola bilər.

Bu fiziki-kimyəvi xüsusiyyətlər analitik baxımdan mühümdür. Aşağı suda həllolma və hidrofob xarakter E2-nin üzvi maddə, sediment, lil və ya bioloji matrislərlə qarşılıqlı təsirinə təsir göstərə bilər. Buna görə təmiz bufer məhlulunda yaxşı işləyən sensorun çay suyu, tullantı suyu, serum və ya süd kimi mürəkkəb matrislərdə eyni analitik performansı göstərməsinə zəmanət yoxdur.

E2 ətraf mühit monitorinqi baxımından niyə vacibdir?

E2 normal fiziologiyada təbii və zəruri hormondur. Ətraf mühit müzakirəsi isə onun endogen bioloji rolundan fərqlidir: E2-nin tullantı suyu, kənd təsərrüfatı axını, heyvan tullantıları və digər yollarla su mühitlərinə xaricdən daxil olması və aşağı konsentrasiyalarda estrogen aktivliyi göstərə bilməsi monitorinq ehtiyacını yaradır.

Mənbə icmal endokrin pozucu maddənin qiymətləndirilməsində yalnız “hormon reseptoru ilə qarşılıqlı təsirin” mövcud olmasının kifayət etmədiyini; Avropa İttifaqı yanaşmasında mənfi təsir, endokrin aktivlik və bu ikisi arasında bioloji baxımdan əsaslı səbəb əlaqəsinin birlikdə qiymətləndirilməli olduğunu bildirir.

İcmalda E2-nin ətraf mühit sularında ölçülməsinin çətin olmasının əsas səbəblərindən biri müvafiq konsentrasiyaların çox aşağı ola bilməsidir. Bundan əlavə, E2 çevrilmə məhsulları, konjugatları, estron (E1), estriol (E3), 17α-etinilestradiol (EE2) və başqa hormon/kimyəvi maddələr eyni nümunədə ola bilər. Sensor yalnız aşağı siqnalı ölçməməli, eyni zamanda bu mürəkkəb kimyəvi fonda E2-ni seçə bilməlidir.

17β-Estradiol Elektrokimyəvi Biosensorları Necə İşləyir?

17β-Estradiol elektrokimyəvi biosensorlarında E2 əvvəlcə aptamer, antikor və ya MIP kimi tanıma təbəqəsi ilə qarşılıqlı təsir göstərir; bu bağlanma elektrod interfeysində elektron ötürülməsini, impedansı, redoks probuna çıxışı və ya elektroaktiv reportyor siqnalını dəyişir və CV, DPV, SWV, EIS, amperometriya və ya digər elektrokimyəvi texnikalarla ölçülə bilən analitik siqnala çevrilir.

E2 elektrokimyəvi sensorunun təbəqələri

Mənbədə araşdırılan çoxsaylı sensorlar fərqli materiallardan istifadə etsə də, ümumi mühəndislik məntiqi adətən aşağıdakı təbəqələrdən ibarətdir:

1. Elektrod altlığı: qızıl, şüşəyəbənzər karbon, ekran çaplı karbon elektrodu, ekran çaplı qızıl elektrodu, ITO, karbon pastası və ya metal tel kimi elektrik transdüseri.
2. Nanomaterial və ya keçirici modifikasiya: AuNP, AgNP, graphene/GO/rGO, CNT, MXene, CoS, ZnO və ya MOF kimi səth sahəsini, elektron ötürülməsini və ya katalitik davranışı dəyişdirən materiallar.
3. Bağlayıcı/immobilizasiya kimyası: Au–S rabitəsi, EDC/NHS aktivləşdirilməsi, streptavidin–biotin, diazonium bağlanması və ya π–π qarşılıqlı təsiri kimi tanıma elementini səthə sabitləyən kimya.
4. Tanıma təbəqəsi: aptamer, antikor və ya E2 formasına uyğun hazırlanmış MIP boşluqları.
5. Bloklama/antifouling təbəqəsi: BSA, MCH, PEG, etanolamin, Nafion və ya digər passivləşdirmə sistemləri ilə qeyri-spesifik adsorbsiyanın azaldılması.
6. Elektrokimyəvi oxuma: hədəf E2-nin bağlanmasının yaratdığı elektrik dəyişməsinin ölçülməsi.

Aptamer nədir?

Aptamer, müəyyən hədəf molekula üçölçülü quruluşu vasitəsilə seçici şəkildə bağlana bilən qısa DNA və ya RNA ardıcıllığıdır. E2 aptasensorlarında aptamer elektrod səthinə sabitlənir və E2 bağlandıqda aptamerin konformasiyası, redoks probuna çıxış və ya elektrod interfeysində yük ötürülməsi dəyişə bilər.

İcmalda birdən çox aptamer arxitekturası mövcuddur. Ən sadə quruluşda E2 səthə immobilizasiya olunmuş aptamerə birbaşa bağlanır. Quruluş-dəyişdirən sensorlarda bağlanma aptamerin konformasiyasını dəyişir. Rəqabətli/hibridləşmə əsaslı sistemlərdə E2 bağlanması redoks nişanlı tamamlayıcı DNA-nın aptamerə bağlanmasını azalda bilər. Split-aptamer dizaynlarında isə iki qısa aptamer hissəsi E2 mövcudluğunda bir araya gələrək ölçülə bilən kompleks yaradır.

Siqnalı gücləndirmək məqsədilə ferment dəstəkli dövr, hibridləşmə zəncir reaksiyası (HCR), qızıl nanohissəciklər, CoS nanosheet-lər və ya fotoelektrokimyəvi materiallardan istifadə oluna bilər. Bu mühəndislik həlləri çox aşağı LOD dəyərləri təmin edə bilər; lakin səth istehsalını, inkubasiyanı və analitik protokolu daha mürəkkəb edə bilər.

Aptamer səthə necə bağlanır?

Qızıl səthlərdə ən geniş yayılmış üsullardan biri tiollaşdırılmış aptamer ilə Au–S qarşılıqlı təsiridir. Elektrod üzərində aptamerin bağlanmadığı sahələr MCH kimi qısa alkanetiollarla passivləşdirilə bilər. Alternativ olaraq karboksil qruplarının EDC/NHS kimyası ilə aktivləşdirilməsi və streptavidin–biotin sistemi vasitəsilə biotinləşdirilmiş aptamerin bağlanması istifadə oluna bilər.

Bu səth kimyasının təfərrüatları yalnız istehsal texnikası deyil. Aptamer sıxlığı həddindən artıq olduqda hədəf molekulun bağlanması sterik olaraq çətinləşə bilər; çox aşağı olduqda isə siqnal azala bilər. Eyni zamanda səthin kifayət qədər passivləşdirilməməsi qeyri-spesifik adsorbsiyanı artıra bilər.

Aptamer sensorlarının əsas məhdudiyyəti

Aptamerin hədəfə bağlanması onun düzgün üçölçülü quruluşunu qorumasından asılıdır. Mənbə pH, ion qüvvəsi, bufer tərkibi və real nümunə matrisi kimi şərtlərdəki dəyişikliklərin aptamerin qatlanmasına və ölçülən siqnala təsir göstərə biləcəyini xüsusilə vurğulayır.

Buna görə bufer məhlulunda femtomolyar LOD bildirən aptasensorun eyni performansı birbaşa sidikdə və ya tullantı suyunda göstərəcəyi fərz edilə bilməz. Mənbədə bəzi sidik tətbiqlərində nümunələrin 100 və ya 1000 dəfə duruldulması bunun mühüm nümunələrindəndir.

Immunosensor nədir?

Elektrokimyəvi immunosensor, E2-ni antikor–antigen spesifikliyi vasitəsilə tanıyan və bu tanıma hadisəsini elektrokimyəvi siqnala çevirən sensordur.

E2 kiçik molekuldur və klassik sandwich immunoassay-lərdə tələb olunan iki ayrı epitopu təmin etmək çətindir. Buna görə mənbədə araşdırılan E2 immunosensorlarının mühüm hissəsində rəqabətli test arxitekturasından istifadə olunur. Nümunədəki sərbəst E2 ilə nişanlanmış E2 və ya E2-konjugatı məhdud antikor bağlanma sahələri uğrunda rəqabət aparır. Belə sistemlərdə analit miqdarı artdıqca reportyor siqnalı azala bilər; yəni siqnal ilə E2 konsentrasiyası tərs əlaqəli ola bilər.

Nişanlı və nişansız immunosensorlar

Nişanlı sistemlərdə alkaline phosphatase (ALP) və ya horseradish peroxidase (HRP) kimi fermentlər istifadə oluna bilər. Ferment elektroaktiv məhsul yaradır və bu məhsul amperometriya, DPV və ya başqa voltammetrik üsulla ölçülür.

Nanohissəcik nişanları, metal ionları və elektrokemilüminesans sistemləri də siqnalı gücləndirmək üçün istifadə olunur. Mənbədə PANI@AuNP əsaslı ECL söndürülməsi, metal ionu yüklənmiş nanohissəciklər və MOF əsaslı ratiometrik sistemlər kimi çox fərqli arxitekturalar icmal edilmişdir.

Nişansız sistemlərdə isə hədəfin bağlanmasının elektrod interfeysinin kapasitansını və ya impedansını birbaşa dəyişməsi ölçülə bilər. Bu yanaşma əlavə ferment və ya nişan tələbatını azalda bilər; lakin səth kimyasının, səs-küyün və qeyri-spesifik bağlanmanın çox yaxşı nəzarətdə saxlanmasını tələb edir.

Immunosensorların praktik məhdudiyyətləri

Antikorların düzgün istiqamətdə immobilizasiyası, fermentlərin saxlanma zamanı aktivliyini itirməsi, səthdə sterik maneə, soyuq saxlanma tələbi və çoxmərhələli rəqabət protokolları praktik istifadəyə təsir göstərə bilər.

İcmalda bəzi sensorların bir neçə həftəlik saxlanmadan sonra siqnal itkisi göstərdiyi, bununla yanaşı bəzi təkrar istifadə olunan platformalarda çoxsaylı ölçmə dövrlərinin mümkün olduğu bildirilir. Bu nəticələr vahid “immunosensor ömrü” olmadığını; səth arxitekturası və regenerasiya üsulunun müəyyənedici olduğunu göstərir.

Molekulyar çaplanmış polimer — MIP nədir?

Molekulyar çaplanmış polimer (MIP), polimerləşmə zamanı E2 kimi şablon molekulun ətrafında yaradılan və şablon çıxarıldıqdan sonra hədəfin forma və funksional qruplarına uyğun bağlanma boşluqları saxlayan sintetik tanıma materialıdır.

MIP bioloji antikor və ya aptamer tələb etmədiyi üçün daha yüksək kimyəvi və termal davamlılıq təmin edə bilər. Mənbədə elektropolimerləşmə, termal və ya UV ilə başladılan bulk polimerləşmə, səth çaplaması, maqnit nüvə-qabıq MIP-ləri və sol-gel sistemləri araşdırılır.

Elektropolimerləşmə xüsusilə elektrod üzərində nazik və birbaşa elektrik üsulu ilə sorğulana bilən MIP təbəqəsi yaratmaq üçün istifadə olunur. Şablon E2 təbəqədən çıxarıldıqdan sonra qalan boşluqlara E2 yenidən bağlandıqda elektrokimyəvi siqnal dəyişir.

MIP niyə həmişə mükəmməl seçici deyil?

MIP boşluqları hədəf molekula uyğun yaradılsa da, E2-yə struktur baxımından bənzəyən steroidlər və ya aromatik molekullar eyni boşluqlarla qismən qarşılıqlı təsir göstərə bilər. Mənbədə bəzi MIP sistemlərində estronun E2 cavabının %95,7-sinə, başqa sistemdə isə EE2-nin %97,3-nə çatan çarpaz cavab nümunələri göstərilir.

Bu nümunələr “bütün MIP-lər seçici deyil” demək deyil. Onlar yalnız seçicilik iddiasının istifadə olunan interferent panelindən, MIP kimyasından və eksperimental şəraitdən asılı olduğunu göstərir.

Template leakage nədir?

MIP istehsalında başlanğıcda istifadə olunan E2 şablonunun polimerdən tam çıxarıla bilməməsi sonrakı ölçmələrdə şablon molekulun yavaş-yavaş sərbəst buraxılmasına səbəb ola bilər. Bu hadisəyə template leakage deyilir.

Mənbə müxtəlif tədqiqatların metanol/sirkə turşusu, isti su və ya elektrokimyəvi ekstraksiya kimi şablon çıxarma üsullarından istifadə etdiyini; lakin qalıq şablon sızmasının zaman ərzində kəmiyyətcə qiymətləndirilməsinin ədəbiyyatda kifayət qədər bildirilmədiyini vurğulayır.

Nanomaterialların real vəzifəsi nədir?

Nanomaterial əlavə etmək öz-özlüyündə sensoru “daha yaxşı” etmir. Mənbədə müxtəlif nanomateriallar konkret mühəndislik vəzifələri üçün istifadə olunur.

Elektrod platformaları

İcmal E2 sensorlarında çox müxtəlif elektrod altlıqlarını göstərir. Əsasları ekran çaplı karbon elektrodları (SPCE), ekran çaplı qızıl elektrodları (SPGE), şüşəyəbənzər karbon elektrodları (GCE), qızıl disk və ya çiplər, ITO, karbon pastası elektrodları və miniatür metal tel elektrodlardır.

Ekran çaplı elektrodlar kütləvi istehsal və birdəfəlik cihazlar baxımından vacibdir. Kağız mikroaxın sistemləri ilə birləşdirildikdə maye hərəkəti kapilyar qüvvə ilə təmin oluna və xarici nasos ehtiyacı azaldıla bilər.

Qızıl səthlər xüsusilə tiol kimyasına görə aptamer və zülal immobilizasiyasında üstünlük verir.

Şüşəyəbənzər karbon səth modifikasiyası və nanokompozit yaradılması baxımından çevik platformadır.

Karbon pastası elektrodları isə MIP hissəcikləri kimi həcmli modifikatorların elektrod matrisi daxilinə qarışdırılmasına və səthin cilalanaraq yenilənməsinə imkan verə bilər.

CV nə üçün istifadə olunur?

Dövri voltammetriya (cyclic voltammetry, CV), elektrod potensialının müəyyən diapazonda irəli və geri skan edildiyi və yaranan cərəyanın ölçüldüyü elektroanalitik texnikadır. Mənbədə CV çox vaxt elektrod modifikasiya mərhələlərinin və redoks davranışının xarakterizasiyasında istifadə olunur.

CV hər E2 sensorunda əsas kəmiyyət ölçmə üsulu deyil. Bir çox tədqiqatda sensor səthinin uğurla dəyişdirilib-dəyişdirilmədiyini yoxlamaq üçün köməkçi xarakterizasiya vasitəsi kimi istifadə olunduğu halda, əsas analitik siqnal DPV, SWV və ya EIS ilə alınmışdır.

DPV və SWV niyə geniş istifadə olunur?

Diferensial impuls voltammetriyası (DPV) və kvadrat dalğa voltammetriyası (SWV), aşağı səviyyəli analitlərin və ya redoks nişanlarının cərəyan piklərini ölçmək üçün istifadə olunan impuls voltammetriya texnikalarıdır. Mənbədə aptamer, antikor və MIP əsaslı sistemlərin hamısında bu üsullara nümunələr vardır.

DPV metilen mavisi kimi redoks nişanlarını, ferment məhsullarını və ya metal ion siqnallarını ölçmək üçün istifadə oluna bilər. SWV isə redoks probuna çıxışın bloklanmasını, ferment məhsullarını və ya bəzi platformalarda E2-nin elektrokatalitik oksidləşməsini izləyə bilər.

EIS necə işləyir?

Elektrokimyəvi impedans spektroskopiyası (electrochemical impedance spectroscopy, EIS), elektrod interfeysinin müxtəlif tezliklərdə AC elektrik cavabını ölçür. Aptamer və ya antikor səthində E2 bağlandıqda redoks probunun elektroda çatması çətinləşə və yükötürmə müqaviməti dəyişə bilər.

Mənbədə ferri/ferrosianid cütü [Fe(CN)₆]^3−/4−, EIS və CV xarakterizasiyasında ən çox istifadə olunan redoks problarından biridir. EIS-nin üstünlüyü nişansız ölçməyə uyğun ola bilməsidir; lakin səthdəki kiçik fiziki və kimyəvi dəyişikliklərə həssas olduğundan nonspecific adsorption və matris təsirləri də siqnalı dəyişə bilər.

Amperometriya nədir?

Amperometriyada müəyyən elektrod potensialında zamanla yaranan cərəyan ölçülür. E2 immunosensorlarında ALP və ya HRP kimi fermentlərin yaratdığı elektroaktiv məhsullar amperometrik siqnala çevrilə bilər.

Bu yanaşma güclü fermentativ siqnal gücləndirməsi təmin edə bilər; lakin ferment aktivliyinin saxlanma zamanı azalması sensorun uzunmüddətli sabitliyini məhdudlaşdıra bilər.

ECL və PEC nədir?

Elektrokemilüminesans (ECL), elektrokimyəvi reaksiyanın işıq emissiyası yaratdığı analitik üsuldur. Fotoelektrokimyəvi (PEC) sistemlərdə isə işıqla həyəcanlandırılan fotoaktiv materialın yaratdığı fotokimyəvi cərəyan analitik siqnala çevrilir.

Bu üsullar çox yüksək həssaslıq təmin edə bilsə də, işıq mənbələri, xüsusi emitterlər, quantum dot və ya fotoaktiv materiallar və çoxmərhələli səth kimyaları kimi əlavə komponentlər tələb edə bilər. Mənbə buna görə ən aşağı LOD ilə sahədə tətbiqolunma qabiliyyətinin həmişə eyni istiqamətdə irəliləmədiyini vurğulayır.

LOD Dəyərləri Niyə Müxtəlif E2 Sensorları Arasında Birbaşa Müqayisə Edilə Bilməz?

Müxtəlif E2 sensorlarının bildirdiyi limit of detection (LOD) dəyərləri bufer və ya real matris istifadəsi, ekstraksiya və durultma, ön-konsentrasiya, elektrod sahəsi, istehsal üsulu, redoks probu, inkubasiya müddəti, rəqabətli və ya birbaşa bağlanma arxitekturası və interferensiya testinin əhatə dairəsi dəyişdiyi üçün eyni analitik şəraiti təmsil etmir; buna görə ən kiçik LOD dəyərini avtomatik olaraq “ən yaxşı sensor” qəbul etmək elmi baxımdan düzgün deyil.

LOD nədir?

LOD — aşkarlanma həddi, analitik üsulun analitin mövcudluğunu analitik fondan etibarlı şəkildə fərqləndirə bildiyi ən aşağı səviyyəni ifadə edir. Mənbə icmal tədqiqatlar arasında vahid LOD hesablama düsturu tətbiq etmir; araşdırılan nəşrlərin özlərinin bildirdiyi LOD dəyərlərini müqayisə edir.

Bu təfərrüat vacibdir. İki tədqiqat eyni E2 analitini ölçsə belə, biri təmiz buferdə, digəri serumda; biri yüz dəfə duruldulmuş nümunədə, digəri birbaşa nümunədə; biri ön-konsentrasiyadan istifadə etməklə, digəri istifadə etmədən ölçmə apara bilər. Rəqəmsal LOD eyni analitik çətinlik səviyyəsini təmsil etmir.

Mənbədə bildirilən seçilmiş aptamer performans nümunələri

Bu nümunələrdə görünən fərqlərin yalnız aptamerin “daha yaxşı bağlanması” ilə əlaqəli olduğu fərz edilə bilməz. Siqnal gücləndirmə, nanomaterial, nümunə hazırlama və oxuma formaları fərqlidir.

Mənbədə bildirilən seçilmiş immunosensor nümunələri

Sonuncu sətir xüsusilə mühüm müqayisə nümunəsidir: çox aşağı LOD əldə olunması sistemin avtomatik olaraq daha sürətli, daha ucuz və ya sahədə istifadəyə daha uyğun olduğu demək deyil.

MIP sensorlarında performans niyə çox geniş diapazondadır?

MIP əsaslı platformalarda mənbədə bildirilən LOD-lar sensor arxitekturasına görə bir neçə böyüklük dərəcəsi dəyişir. Məsələn, GO–AgNP modifikasiyalı GCE üzərində elektropolimerləşdirilmiş poly-imidazole MIP üçün 3,01 fM səviyyəsində LOD bildirilərkən, bəzi bulk və ya karbon pastası MIP sistemlərində LOD mikromolyar səviyyəyə yüksələ bilər.

Bu geniş paylanma MIP anlayışının vahid sensor olmadığı deməkdir. Nazik elektropolimerləşdirilmiş film, maqnit MIP hissəciyi, bulk polimer, karbon pastası elektrodu və ya MXene/MIP kompoziti çox fərqli elektron ötürülməsi, bağlanma kinetikası və ön-konsentrasiya davranışı göstərir.

Ratiometrik ölçmə nədir?

Ratiometrik sensorlarda analitə həssas bir siqnal eyni sistemdə olan ikinci istinad siqnalına nisbətlənir. Beləliklə elektrodlararası istehsal fərqləri, matris təsiri və ya siqnal sürüşməsinin bir hissəsi ümumi istinad vasitəsilə normallaşdırıla bilər.

Mənbədə CuxO/MXene MIP sistemlərində E2 siqnalının daxili CuxO siqnalına nisbətlənməsi və immunosensorlarda Cd²⁺ istinadı ilə Cu-MOF reportyor siqnalının birlikdə istifadəsi buna nümunədir.

Ratiometrik üsul daha sabit ölçmə təmin edə bilər; lakin bu da müqayisəni çətinləşdirir. İki siqnalın nisbətindən əldə olunan LOD, tək DPV cərəyan pikinin əsas götürüldüyü LOD ilə eyni analitik strukturu təmsil etmir.

Real nümunə doğrulaması nə deməkdir?

“Real sample validation” yalnız sensora çay suyu, serum və ya sidik damızdırılması deyil. Nümunənin necə hazırlandığı, analitin təbii olub-olmaması və ya sonradan əlavə edilməsi, durultma miqdarı, ekstraksiya prosesi, interferentlərin mövcudluğu və müstəqil istinad üsulu ilə müqayisə birlikdə qiymətləndirilməlidir.

Mənbədə ətraf mühit su nümunələri çox vaxt yalnız filtrasiya və ya sadə durultma ilə ölçülərkən, bioloji nümunələr daha çox ön emal tələb etmişdir. Bəzi serum tədqiqatlarında üzvi həlledici ekstraksiyası aparılmış; bəzi sidik aptasensorlarında 100–1000 dəfə durultma istifadə edilmişdir.

Spike-recovery niyə təkbaşına kifayət deyil?

Spike-recovery, nümunəyə məlum miqdarda analit əlavə edilib sensorun bu əlavə edilmiş miqdarı nə dərəcədə geri ölçdüyünün qiymətləndirilməsidir. Bu üsul analitik doğrulama baxımından dəyərlidir; lakin təbii nümunədəki naməlum E2 səviyyəsinin müstəqil olaraq düzgün ölçüldüyünü təkbaşına sübut etmir.

Mənbə buna görə təbii nümunə nəticələrinin LC-MS/MS, HPLC-FLD, ELISA və ya klinik ECL kimi müstəqil üsullarla müqayisəsini daha güclü doğrulama yanaşması kimi tövsiyə edir.

Recovery və RSD nə deməkdir?

Recovery — geri qazanım, nümunəyə məlum miqdarda əlavə olunan analitin ölçmənin sonunda nə qədərinin geri ölçülə bildiyini göstərir. Məsələn, %100-ə yaxın recovery dəyəri əlavə olunan miqdarın təxminən hamısının ölçüldüyünü ifadə edir.

RSD — relative standard deviation, nisbi standart sapma isə təkrar ölçmələrin dəyişkənliyini orta dəyərə nisbətən ifadə edir. Aşağı RSD ümumiyyətlə daha yaxşı ölçmə təkrarlana bilməsinə işarə edir; lakin RSD-nin hansı nümunə, konsentrasiya və təkrar sayında hesablandığı bilinmədən tədqiqatlar arasında birbaşa müqayisə aparılmamalıdır.

Seçicilik necə sınaqdan keçirilir?

Mənbədə E2-yə struktur və ya kimyəvi baxımdan bənzəyən E1, E3, EE2, progesteron (P4), testosteron, bisfenol A (BPA), dietilstilbestrol (DES) və nonilfenol tez-tez istifadə olunan interferensiya maddələridir.

Bəzi tədqiqatlar askorbin turşusu, sidik turşusu, dopamin, geniş yayılmış ionlar və zülalları da sınaqdan keçirir. Bununla belə, bir çox interferensiya sınağı ayrı-ayrı maddələrin bufer məhluluna əlavə edilməsi ilə aparılmışdır. Real nümunələrdə birdən çox hormon, üzvi maddə, duz və redoks aktiv növün eyni vaxtda ola biləcəyi nəzərə alınarsa, belə sınaqlar tam sahə seçiciliyini təmsil etməyə bilər.

Antifouling niyə vacibdir?

Fouling, zülal, üzvi maddə və ya digər nümunə komponentlərinin elektrod səthinə qeyri-spesifik şəkildə adsorbsiya olunması və sensor siqnalını dəyişdirməsidir. Serum, süd, sidik və təbii sularda bu problem təmiz buferlə müqayisədə daha vacibdir.

Mənbədə BSA, MCH, PEG, etanolamin, PVA, Nafion və başqa səth passivləşdirmələrindən istifadə olunur. Lakin icmal uzunmüddətli real-matris antifouling performansının ədəbiyyatda sistematik şəkildə kifayət qədər ölçülmədiyini vurğulayır.

Tədqiqatın dəstəklədiyi və dəstəkləmədiyi nəticələr

Tədqiqatın Metodu və Nəticələri

İcmalın ədəbiyyat seçimi necə aparılmışdır?

Müəlliflər E2 biosensor ədəbiyyatını “mühüm elmi məlumat bazalarından” topladıqlarını və axtarışlarda endocrine disrupting compounds, 17β-estradiol, electrochemical sensing, biosensors, aptamers, immunosensors və molecularly imprinted polymers kimi terminləri birləşdirdiklərini bildirirlər.

Analitik performans bildirən və mümkün olduqda mürəkkəb matris qiymətləndirməsi aparan resenziyalı tədqiqatlara xüsusi diqqət verilmişdir. Sahənin tarixi inkişafını anlamaq üçün daha əvvəlki “landmark” tədqiqatlar da daxil edilmişdir.

Lakin mənbə konkret məlumat bazalarının adlarını, axtarış tarixlərini, tam Boolean sorğularını, təkrarlanan qeydlərin necə çıxarıldığını, ümumi yoxlanmış tədqiqat sayını, xaric edilmiş tədqiqat sayını və ya keyfiyyət/risk-of-bias qiymətləndirilməsini bildirmir.

Buna görə nəşr rəsmi olaraq Review article kimi qiymətləndirilməlidir. “Systematic synthesis” ifadəsi məzmunun təşkilinin sistematik olmasını ifadə edə bilər; mövcud metod məlumatı formal PRISMA əsaslı systematic review təsnifatı üçün kifayət deyil.

İcmalın üç əsas tanıma sinfi

İcmalda istifadə olunan əsas elektrokimyəvi ölçmə formaları

Real matrislərdə nə müşahidə edilmişdir?

Ətraf mühit sularında çay, kran, göl və tullantı suyu nümunələrindən istifadə edilmişdir. Bəzi tədqiqatlarda nümunə hazırlama yalnız filtrasiya və ya durultmadan ibarət olduğu halda, digərlərində bərk-faza ekstraksiyası kimi daha geniş ön emallar tətbiq edilmişdir.

Bioloji matrislərdə serum, sidik və süd tez-tez rast gəlinir. Mənbə bioloji nümunələrin ətraf mühit sularından daha güclü matris təsirləri səbəbilə adətən daha çox ön emal tələb etdiyini vurğulayır.

Sidik nümunələrində 10²–10³ səviyyəsində durultmalar bildirilmişdir. Bu durultmalar matrisi yüngülləşdirir və sensorun işləməsini asanlaşdıra bilər; lakin bu şəkildə əldə edilən LOD-un emal olunmamış sidikdəki real analitik performansla eyni olmadığı unudulmamalıdır.

Real nümunə doğrulamasında daha güclü nümunələr

Bəzi tədqiqatlar yalnız spike-recovery göstərməklə kifayətlənməmiş, nəticələri müstəqil istinad üsulları ilə müqayisə etmişdir. Mənbədə HPLC, LC-MS/MS, ELISA və klinik ECL üsulları ilə müqayisə nümunələri mövcuddur.

İcmal bu yanaşmanı xüsusilə təşviq edir; çünki eyni nümunənin ortogonal texnika ilə doğrulanması yalnız məlum miqdarda E2 əlavə olunmuş nümunədə yüksək recovery göstərməkdən daha güclü analitik sübut təmin edir.

Sabitlik və təkrar istifadə

Mənbə ədəbiyyatında çox müxtəlif davamlılıq profilləri göstərilir. Bəzi aptamer elektrodları regenerasiyadan sonra ən azı 10 dövr istifadə edilə bilmişdir. Bir immunosensor təxminən 100 ölçmə dövrünədək təkrar istifadə nümunəsi göstərmişdir. Bəzi MIP səthləri cilalama və ya şablon çıxarma/yenidən bağlama prosesləri ilə çoxsaylı dövrlərdə istifadə edilə bilmişdir.

Saxlanma sabitliyi nümunələrində təxminən 1–4 həftəlik dövrlərdə başlanğıc siqnalının %80–90-dan çoxunu qoruyan sistemlər olduğu halda, bəzi platformalarda bir neçə həftədən sonra aydın azalma müşahidə edilmişdir.

Mənbənin gələcək tədqiqat tövsiyəsi buna görə yalnız qısamüddətli laboratoriya saxlanması deyil, sahə şəraitini təmsil edən sürətləndirilmiş yaşlandırma və təkrarlanan regenerasiya protokollarının standartlaşdırılmasıdır.

İcmalın gələcək tədqiqat üçün səkkiz prioriteti

1. Ekstraksiya olunmamış bioloji nümunələrin sınaqdan keçirilməsi və real durultma əmsallarının açıq şəkildə verilməsi.
2. Ayrı-ayrı interferensiyalar əvəzinə realistik qarışıq interferent panellərinin istifadəsi.
3. Təbii nümunə nəticələrinin LC-MS/MS, HPLC-FLD, ELISA və ya klinik ECL kimi müstəqil üsullarla doğrulanması.
4. Ratiometrik və dual-mode sensorların tək-siqnallı analoqları ilə kəmiyyətcə müqayisə edilməsi.
5. Ekstraksiya, durultma, yığılma müddəti və potensialı kimi nümunə hazırlama təfərrüatlarının LOD ilə birlikdə standart formada bildirilməsi.
6. Antifouling strategiyalarının real matrislərdə günlərlə kəmiyyətcə qiymətləndirilməsi.
7. Saxlanma sabitliyi və təkrar istifadənin sahə şəraitinə yaxın protokollarla sınaqdan keçirilməsi.
8. SPCE, SPGE və kağız əsaslı kütləvi istehsala uyğun elektrodların daha qısa və sadə assay protokolları ilə birləşdirilməsi.

Məqalənin əsas nəticəsi

İcmalın nəticə bölməsi sensor performansını üç əsas dizayn təbəqəsinə ayırır. Tanıma kimyası seçiciliyi və bağlanma xüsusiyyətlərini müəyyən edir. Elektrod və nanostrukturlu modifikasiyalar siqnal ötürülməsinə, aktiv sahəyə, yükləmə qabiliyyətinə və antifouling davranışına təsir göstərir. Ölçmə formatı isə analitik siqnalın növünü və sabitliyini müəyyən edir.

Bu üç komponentdən biri təkbaşına kifayət deyil. Çox yaxşı aptamerdən istifadə edən, lakin real nümunədə fouling yaşayan sensor; çox keçirici nanomaterialdan istifadə edən, lakin seçici olmayan sensor; və ya çox aşağı LOD verən, lakin saatlarla inkubasiya və mürəkkəb laboratoriya cihazı tələb edən sensor sahə tətbiqi üçün ideal olmaya bilər.

Müəlliflərin əsas istiqaməti buna görə “daha aşağı LOD” yarışından real matrislərdə təkrarlana bilən, uzunmüddətli sabit, interferensiyaya davamlı və istehsal oluna bilən sensor hazırlamaq hədəfinə keçməkdir.

İcmalın metodoloji və şərh məhdudiyyətləri

• Formal sistematik icmal protokolu bildirilməmişdir.
• Axtarılan məlumat bazalarının adları və axtarış tarixləri verilməmişdir.
• Tam axtarış sətirləri və tədqiqat seçimi axını bildirilməmişdir.
• Daxil edilmiş ümumi tədqiqat sayı aydın bir rəqəm kimi verilməmişdir.
• Risk-of-bias və ya formal tədqiqat keyfiyyəti ballandırması yoxdur.
• Meta-analiz, pooled effect size və ya statistik heterogenlik analizi aparılmamışdır.
• Fərqli LOD-lar fərqli üsul və matrislərdən gəldiyi üçün birbaşa sıralana bilməz.
• “Real nümunə doğrulaması” bəzi tədqiqatlarda güclü durultma, filtrasiya və ya spike-recovery-dən sonra aparılmışdır.
• Bir çox seçicilik təcrübəsi real qarışıq matris əvəzinə tək interferentli buferlərdə aparılmışdır.
• Uzunmüddətli antifouling performansı kifayət qədər standartlaşdırılmamışdır.
• Ən aşağı LOD-a malik bəzi platformalar mürəkkəb siqnal gücləndirmə və uzun inkubasiya tələb edir.
• Bəzi MIP əsaslı sistemlərdə struktur analoqlarına yüksək çarpaz cavab müşahidə edilmişdir.
• Mənbə 5.3 bölməsində müqayisəlilik amillərini “Fig. 3” kimi istinad etsə də, müvafiq vizual məqalədə Şəkil 7 kimi yer alır.

Mənbə və Metod Qeydi

Orijinal başlıq: 17β-Estradiol electrochemical biosensors: recognition elements, platforms, and analytical validation

Müəlliflər: Antonios Georgas; Theodoros Pouris; Melina Giannaki; Angelo Ferraro; Evangelos Hristoforou.

Məsul müəllif: Antonios Georgas.

Bərabər töhfə: Mənbədə bərabər birinci müəlliflik və ya bərabər töhfə bəyanatı göstərilməmişdir.

Qurum: Laboratory of Electronic Sensors, National Technical University of Athens, Athens 15772, Greece.

Jurnal: Talanta Open.

Nəşriyyat: Elsevier B.V.

Mənbə növü: Review Article.

Biblioqrafik qeyd: Talanta Open, Volume 13, August 2026, Article 100649.

DOI: 10.1016/j.talo.2026.100649

Rəsmi keçid: https://doi.org/10.1016/j.talo.2026.100649

Nəşr zaman xətti: Received: 11 Mart 2026; Received in revised form: 30 Mart 2026; Accepted: 9 Aprel 2026; Available online: 14 Aprel 2026. Cild tarixi August 2026-dır.

Resenziya statusu: Nəşr olunmuş Elsevier jurnal Review Article-ıdır; mənbə reviziya və qəbul tarixlərini bildirir.

Lisenziya: Creative Commons Attribution–NonCommercial–NoDerivatives 4.0 International, CC BY-NC-ND 4.0.

Lisenziyanın Verianla baxımından mənası: Məqalənin elmi faktları və nəticələri müstəqil ifadə ilə izah edilə bilər; lakin mənbə fiqurlarını və ya mətn təqdimatını törəmə vizual/mətn formasında yenidən yaratmaq uyğun deyil. Buna görə bu Verianla məzmunundakı SVG-lər mənbə fiqurlarının uyğunlaşdırılması və ya piksel surəti deyil; yalnız mənbədə izah olunan elmi əlaqələr müstəqil vizual kompozisiya ilə çatdırılmışdır.

Preprint statusu: Araşdırılan nəşr olunmuş PDF daxilində ayrıca preprint identifikatoru göstərilməmişdir.

İcmal üsulu: Müəlliflər mühüm elmi məlumat bazalarında endocrine disrupting compounds, 17β-estradiol, electrochemical sensing, biosensors, aptamers, immunosensors və molecularly imprinted polymers kimi açar sözləri birləşdirərək tədqiqatlar topladıqlarını bildiriblər. Analitik performans bildirən və mümkün olduqda mürəkkəb matris doğrulaması daxil edən resenziyalı nəşrlərə üstünlük verilmiş; sahənin inkişafını izah edən əvvəlki landmark nəşrlər də daxil edilmişdir.

Formal sistematik icmal statusu: Mənbə məlumat bazalarının adlarını, axtarış tarixlərini, tam sorğuları, PRISMA axınını, yoxlanmış/xaric edilmiş qeyd saylarını və ya formal risk-of-bias qiymətləndirilməsini bildirmir. Buna görə tədqiqat formal systematic review və ya meta-analysis kimi deyil, strukturlaşdırılmış texniki Review Article kimi təqdim edilmişdir.

Mənbədaxili çarpaz istinad qeydi: Bölmə 5.3-də LOD və dinamik diapazon müqayisəsinə təsir edən amillərin “Fig. 3” daxilində verildiyi yazılıb. Müvafiq məzmun məqalənin son bölməsindəki Şəkil 7-dir. Verianla bu fərqi mənbə adından səssizcə düzəltmir.

Maliyyələşdirmə: Mənbə tədqiqatın European Union tərəfindən “Project: 101,135,402—Mobiles—HORIZON–CL6–2023-ZEROPOLLUTION-01” çərçivəsində maliyyələşdirildiyini bildirir.

Institutional Review Board: Not applicable.

Informed Consent: Not applicable.

Məlumatların əlçatanlığı: Mənbə “No data was used for the research described in the article” bəyanatını verir. Bu ifadə yeni eksperimental məlumat yaratmayan icmal məqaləsinin mahiyyəti ilə uyğundur.

Maraqların toqquşması: Müəlliflər tədqiqata təsir göstərə biləcək məlum maliyyə marağının və ya şəxsi münasibətin olmadığını bəyan etmişlər.

Müəllif töhfələri: Antonios Georgas: Writing – review & editing, Writing – original draft, Validation, Methodology, Investigation, Conceptualization. Theodoros Pouris: Writing – original draft, Validation, Investigation. Melina Giannaki: Writing – original draft, Validation, Investigation. Angelo Ferraro: Writing – review & editing, Supervision, Project administration, Investigation, Funding acquisition, Formal analysis. Evangelos Hristoforou: Writing – review & editing, Supervision, Funding acquisition.

Əsas elmi məhdudiyyət: Bu icmalda bildirilən LOD, xətti diapazon, recovery, RSD, sabitlik və təkrar istifadə dəyərləri müxtəlif müstəqil sensor tədqiqatlarından götürülmüşdür. Bunlar eyni laboratoriyada, eyni nümunə matrisi və eyni protokolla aparılmış baş-başa təcrübələr deyil.

Real-dünya doğrulama məhdudiyyəti: “Real sample” ifadəsi hər halda xam və emal olunmamış təbii nümunə demək deyil. Filtrasiya, ekstraksiya, 100–1000 dəfə durultma və spike-recovery kimi ön emallar bəzi tədqiqatların analitik çətinliyini əhəmiyyətli dərəcədə dəyişdirmişdir.

Klinik məhdudiyyət: İcmalda insan serumu və sidiyindən istifadə edən tədqiqatlar olsa da, bu nəşr klinik diaqnostik test doğrulaması və ya klinik qərar həddi tədqiqatı deyil. E2 biosensorlarının klinik istifadə təhlükəsizliyi, diaqnostik dəqiqliyi və ya xəstə nəticələrinə təsiri bu icmaldan çıxarıla bilməz.