【CCL文章推荐】扬州大学杨占军教授等:纳米酶触发的聚合放大策略用于构建高灵敏的表面等离子体共振免疫传感

学术   2024-10-18 14:23   北京  

近日,扬州大学杨占军教授团队与第三军医大学曾浩教授和江苏省苏北人民医院呼吸科闵凌峰主任合作在Chin Chem Lett在线发表了题为Nanozyme-triggered polymerization amplification strategy for constructing highly sensitive surface plasmon resonance immunosensing的论文,Doi10.1016/j.cclet.2024.110333。扬州大学化学化工学院杨占军教授、第三军医大学药学系微生物与生化药学教研室曾浩教授、江苏省苏北人民医院呼吸科闵凌峰主任为本文通讯作者,扬州大学化学化工学院博士生石凤为该论文第一作者,扬州大学化学化工学院为第一作者单位。

【工作亮点】

这项工作提出了一种纳米酶触发的聚合放大策略,用于构建高灵敏的表面等离子体共振(SPR)免疫传感器。具体而言,该工作合成了具有优良过氧化物酶(POD)样活性的Au@Pd核壳纳米八面体纳米酶并以其标记抗体作为信号探针。同时,Au@Pd核壳纳米八面体纳米酶可以催化H2O2分解形成羟基自由基(·OH)从而引发苯胺聚合形成聚苯胺附着在传感器芯片表面,显著放大SPR响应。结合夹心免疫法,以人免疫球蛋白GHIgG)为模型,构建的SPR免疫传感器具有更宽的线性范围、更低的检测限和良好的稳定性。本研究为建立灵敏的SPR免疫传感器提供了新的视角,为开发稳健的信号放大方法提供了新的策略。

1 Au@Pd纳米酶及探针制备与SPR免疫分析示意图。

【研究背景】

表面等离子体共振(SPR)被认为是实时检测分析物的有前景的方法,由于其灵敏度、适用性以及传感器表面的适当再生而受到极大关注,通过建立免疫分析在疾病诊断中得到了广泛应用。目前,提高SPR生物传感器灵敏度的聚合反应主要依赖于天然酶的激发,但是天然酶存在易失活、极端环境不稳定、制备和纯化成本高等缺陷。此外,激发聚合过程相对复杂。这些因素限制了SPR生物传感器中聚合诱导信号放大的进一步发展。纳米酶由于其高稳定性、低成本、可控活性和耐用性,已经成为一个快速繁荣和多样化的领域,这弥补了天然酶在从生物传感器到治疗应用中的局限性。然而,具有内在酶样活性和光学性质的纳米酶很少被用于构建表面等离子体共振生物传感器。因此,这项工作提出的纳米酶触发的聚合放大策略为构建高灵敏的SPR免疫传感提供了新思路,拓展了纳米酶在SPR传感领域的应用。

【研究内容】

2 Au@PdSEM图(A)、TEM图(B)、HRTEMC)、HAADF-STEM图像和元素映射图(D-F);XPS全谱、Au 4fPd 3d谱图(G-I)。

3 Au@Pd纳米酶的POD-like活性(A)、羟基自由基验证(B)、Au@Pd纳米酶的酶促动力学(C-F)

4 Au@Pd 纳米酶探针表征:UV-visA, XPS B, SEMTEM图(C-D)。

5 SPR免疫传感可行性测试:没有纳米酶探针存在时的SPR响应(A, 没有HIgG存在时的SPR响应(B, 没有苯胺和过氧化氢存在时的SPR响应(C),纳米酶探针存在、苯胺和过氧化氢共同存在时的SPR响应(D)。
6 SPR免疫传感性能测试:不同浓度抗原结合时的SPR响应(A, 线性拟合曲线(B, 特异性(C)和稳定性(D)。
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