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中科院生物医学检验技术重点实验室在基于Fe3O4@Au磁性纳米探针的生物传感技术方面取得进展
发表日期: 2017-11-14 作者: 缪鹏
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  近年来,以贵金属纳米颗粒、半导体量子点、磁性纳米材料、石墨烯等为载体的即时检验(point-of-care testing, POCT)逐渐成为生物医学检验领域的研究热点。其中,磁性纳米材料是优良的生物标记与分离材料。这类材料一般是由磁性核心(如Fe3O4)以及基体(如贵金属、硅、聚合物、抗体等)组成,具有先进的光学、电学和磁学性能。基于其良好的超顺磁性、稳定的界面修饰性质、大比表面积等特点,磁性纳米颗粒已被广泛运用于磁酶免疫化学发光检测、荧光生物传感器、靶向给药等领域。 

  检验室缪鹏等通过水热法合成了粒径约为200 nmFe3O4纳米颗粒,通过进一步的硼氢化钠还原处理,在其表面负载上金纳米颗粒,使其同时具备两种纳米材料的优良性质。接着在该磁性纳米材料表面继续修饰巯基化的DNA探针,通过对DNA序列的设计,可以实现了不同生物活性小分子与生物大分子的靶向识别功能。利用磁性电极将磁性纳米探针固定于电极,在界面上进行探针与靶分子的相互作用,最终产生特定的电信号变化,实现了重金属离子与蛋白质的高灵敏检测。基于Fe3O4@Au磁性纳米探针开发了两套检测体系,针对重金属离子的指标,线性范围为10 nM150 nM (Ag+)10 nM100 nM (Hg2+);针对TNF-α指标,线性范围为10 pg/mL100 ng/mL 

  相关工作已发表(ACS Appl. Mater. Interfaces, 2017, 9, 3940-3947; Microchim. Acta, 2017, 184, 3901-3907)。以上工作得到了国家重大科研装备研制项目(ZDYZ2013-1)及国家自然科学基金(31400847)的支持。 

 

  1. (a) Fe3O4@Au纳米探针的合成及(b)多重重金属离子检测示意图 

  2. (a)Fe3O4纳米颗粒与(b)Fe3O4@Au纳米颗粒的SEM表征;Fe3O4Fe3O4@Au纳米颗粒的(c)XRD表征与(d)UV-vis吸收光谱图 

 

  3. (a)差分脉冲伏安曲线(TNF-α浓度:0, 10 pg/mL, 100 pg/mL, 1 ng/mL, 10 ng/mL, 100 ng/mL, 从上到下)(b) TNF-α检测标准曲线 

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