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文章信息
通讯作者：彭池方 （江南大学）
作者：晁梦佳，邰胜梅，毛民欣，曹文博，彭池方*，马伟，冯永巍，王周平
Keywords：
self-assembly
gold nanoclusters
Fe-polydopamine nanoparticles
lateral flow assay
signal “turn-on”
small molecules
原文链接：
https://doi.org/10.1002/agt2.644
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文章简介
荧光信号“开启”模式的侧向流动分析 (FONLFA) 通过标记物猝灭荧光纳米材料，更有利于肉眼定性检测，在小分子检测方面显示出巨大的潜力。然而，荧光纳米材料在硝化纤维素 (NC) 膜上的固定通常需要繁琐的化学修饰，并且只有少数荧光供体和猝灭剂的组合应用于FONLFA。金属纳米团簇因其具有合成工艺简单、Stokes位移大、多色可调、生物相容性好等优点，在生物传感和生物成像领域得到了广泛的应用，但化学修饰造成的耗时、繁琐且可控性低限制其在FONLFA上的应用。
针对上述问题，本文合成了具有明亮荧光的金纳米团簇(Prot-AuNCs)。通过简单的自组装获得AuNCs/抗原聚集体，其可轻易地固定在NC膜表面，并用于开发FONLFA。与传统的AuNPs-LFA试纸条相比，在该试纸条制备策略中，仅需要进行额外的荧光纳米簇和抗原的混合操作。因此，上述策略极大地方便了工厂制造。此外，对比多种纳米簇和猝灭剂的组合发现，多巴胺和Fe(III) 组装的FePNs在该FONLFA中表现出最好的猝灭效果，并实现了对多菌灵（CAR）的超灵敏定性检测，相比AuNPs-LFA传统试纸条，其肉眼检测灵敏度度提高了200倍 (图1)。
图1. (A) Prot-AuNCs的制备示意图；(B) 基于自组装策略和化学偶联在NC膜上固定荧光材料的比较；(C) 四种淬灭剂的淬灭效率比较；(D) FONLFA的检测原理图；(E) AuNPs-LFA与FePNs-FONLFA的肉眼检测限的比较
在ATT-AuNCs溶液中引入Prot，一步法合成了Prot-AuNCs，与ATT-AuNCs相比，Prot-AuNCs的荧光发射强度显著增加，量子产率提高到4.3% (图2)。
图2. Prot-AuNCs的合成及表征
将Prot-AuNCs与抗原CAR-BSA简单混合，混合物自组装成粒径约为32 nm 的AuNCs/CAR-BSA聚集体 (图3)。
图3. AuNCs/CAR-BSA聚集体的合成及表征
Prot和CAR-BSA之间的静电相互作用和氢键对AuNCs/CAR-BSA的自组装均具有贡献 (图4)。
图4. CAR-BSA和Prot-AuNCs的自组装机制
与化学偶联制备的AuNCs@BSA相比，自组装策略合成的AuNCs/CAR-BSA在NC膜上固定效果更好，并且这种自组装策略具有良好的通用性 (图5)。
图5. Prot-AuNCs/CAR-BSA在NC膜的固定效果及通用性分析
为了获得更高的荧光猝灭效率，比较了相同的颗粒浓度下AuNPs、 PDANs、Au@PDANs和FePNs对Prot-AuNCs的淬灭效率。研究结果表明，FePNs的猝灭性能最好 (图6)。
图6. 四种淬灭剂对Prot-AuNCs淬灭效率的比较
以 AuNPs、 PDANs、Au@PDANs和FePNs为探针建立的四种FONLFA平台实现了对多菌灵的高灵敏检测 (图7)。荧光“开启”模式下的肉眼检测限 (vLOD) 均比常规比色模式低。其中，荧光“开启”模式下的FePNs-FONLFA比传统的AuNPs-LFA的vLOD提高了200倍。
图7. 四种FONLFA试纸条的检测性能
以上研究论文以“Versatile and efficient fabrication of signal “turn-on” lateral flow assay for ultrasensitive naked eye detection of small molecules based on self-assembled fluorescent gold nanoclusters-antigen aggregates”为题发表于 Aggregate 期刊，论文第一作者为江南大学博士生晁梦佳，通讯作者为江南大学彭池方教授。
（Aggregate 2024, e644. https://doi.org/10.1002/agt2.644）
通讯作者
彭池方，博士生导师，江南大学食品学院教授，江苏省“青蓝工程”中青年学术带头人。研究领域为食品质量与安全快速检测技术。主持完成了包括科技部、国家自然基金委等国家和省部级项目十余项。并在SCI期刊上发表论文70余篇，其中以第一或通讯作者在 Trends in Food Science & Technology，Analytical chemistry，Biosensors and Bioelectronics，Food Chemistry，Sensors and Actuators B: Chemical，Langmiur 等期刊发表论文40余篇，论文他引2600余次，h-index 26。授权美国发明专利1项，中国发明专利20项；出版国家规划教材1部（副主编）。曾荣获全国优秀博士论文奖，霍英东青年教师奖，以及省部级科技奖励5项。
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