基于納米材料的比色適配體傳感器的應(yīng)用

內(nèi)容簡(jiǎn)介1

基于納米材料的比色適配體傳感器的構(gòu)建在納米材料和Apt結(jié)合的比色傳感器的構(gòu)建中,兩者的結(jié)合方式主要有兩種:一種是物理吸附作用,另一種是共價(jià)鍵結(jié)合。物理吸附主要依賴于納米材料和適配體之間的靜電相互作用、范德華力或氫鍵；共價(jià)鍵結(jié)合的常用方式包括金屬-S鍵結(jié)合和借助鏈霉親和素-生物素系統(tǒng)修飾后的特異性結(jié)合等。1.1

基于納米材料光學(xué)性能的比色適配體傳感器在比色檢測(cè)中，由納米材料的局域表面等離子共振(LSPR)變化引起的顏色變化是一個(gè)重要的顯色機(jī)制。LSPR是由金屬納米材料的表面電子云分布引起的，它在電磁波譜的可見光區(qū)提供了獨(dú)特的光電特性。通過對(duì)金屬納米材料的形狀、尺寸、團(tuán)聚狀態(tài)做出調(diào)控，可以使表面等離子共振光譜發(fā)生藍(lán)移或紅移。1.2

基于催化性能的比色適配體傳感器目前研究報(bào)道的納米材料模擬酶類型包括過氧化物酶、過氧化氫酶、氧化酶、葡萄糖酶、超氧化物歧化酶等。納米材料的催化活性除了和種類有關(guān)之外，還和它的尺寸以及形貌密切相關(guān)，通過蝕刻和修飾以及復(fù)合多種納米材料[25]都可以改變納米粒子的催化活性。2

基于納米材料的比色適配體傳感器在實(shí)際檢測(cè)中的應(yīng)用由于比色適配體傳感器易于設(shè)計(jì)的特性，目前已經(jīng)有文獻(xiàn)報(bào)道了利用比色適配體傳感器來檢測(cè)一系列目標(biāo)物的方法，表1列出了部分比色適配體傳感器在實(shí)際檢測(cè)中的應(yīng)用實(shí)例，以便參考。2.1

疾病診斷比色適配體傳感器可以實(shí)現(xiàn)對(duì)細(xì)胞、病毒、生物大分子等與人類疾病與健康相關(guān)的目標(biāo)物的快速準(zhǔn)確的檢測(cè)，這使比色傳感器在

疾病診斷中的應(yīng)用成為可能。2.2

環(huán)境監(jiān)測(cè)2.2.1

農(nóng)藥與抗生素農(nóng)藥的使用極大提高了農(nóng)作物的產(chǎn)量，但也帶來了環(huán)境污染問題。

2.2.2

重金屬離子與其他環(huán)境毒素目前，工業(yè)廢水中的重金屬離子(Cd2+、Hg2+、As3+等)對(duì)水體的污染十分嚴(yán)重，因此，開發(fā)一種對(duì)其進(jìn)行快速檢測(cè)的方法具有非常重要的意義。建立了以納米金修飾的MoS2納米復(fù)合物為酶模擬物的比色適配體傳感器檢測(cè)鎘的方法。2.3

食品品質(zhì)與安全食源性致病微生物及其分泌毒素的殘留是威脅食品安全的重大問題之一?，F(xiàn)在已經(jīng)開發(fā)出了針對(duì)如金黃色葡萄球菌、活鼠傷寒沙門氏菌、大腸桿菌等食源性細(xì)菌的比色傳感器。而對(duì)于鏈霉素、赭曲霉毒素A(OTA)、AFB1、黃曲霉素M1這類具有強(qiáng)毒性或致癌性的細(xì)菌分泌毒素，很多研究者也構(gòu)建出了適用,的比色適配體傳感器。研制了一種用于兩種支原菌毒素檢測(cè)的比色適配體傳感器，構(gòu)建了胸腺素(TP)-GO-DNA1/AFB1Apt/DNA2-OTAApt/cDNA-Fe3O4@Au結(jié)構(gòu)的OTA檢測(cè)平臺(tái)，結(jié)構(gòu)如圖6所示。3

結(jié)論隨著納米材料和Apt技術(shù)的發(fā)展，比色傳感器的構(gòu)建變得越來越容易實(shí)現(xiàn)。大多數(shù)目標(biāo)物的檢測(cè)如金屬離子、有機(jī)小分子、生物大分子、病毒、細(xì)菌等都可以由納米材料和適配體組成的檢測(cè)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)檢測(cè)。輔助紙基化和信息化的檢測(cè)手段，使比色分析向著簡(jiǎn)便化、普適化、非專業(yè)化方向等發(fā)展，成為多數(shù)檢測(cè)手段的可替代方案。近年來比色法開發(fā)的傳感器的檢測(cè)限已經(jīng)可以達(dá)到商用的程度，限制比色傳感器商用的最大阻礙是成本問題，目前使用最多的納米材料是AuNPs價(jià)格過于高昂。在比色傳感器的設(shè)計(jì)中，開發(fā)新的便宜的納米材料勢(shì)在必行。同時(shí)對(duì)納米材料和檢測(cè)目標(biāo)物之間的相互作用研究得不夠透徹，這對(duì)檢測(cè)結(jié)果的可信度提出了挑戰(zhàn)，是一個(gè)亟待解決的問題。此外，傳統(tǒng)比色傳感器難以實(shí)現(xiàn)對(duì)多目標(biāo)的檢測(cè)，基于納米材料和Apt技術(shù)結(jié)合的比色傳感器，由于不同Apt間的高