基于金銀納米簇自組裝制備熒光開啟側(cè)向流動試紙條，用于小分子檢測

目前，商業(yè)上用于小分子檢測的膠體金側(cè)向流動分析（LFA）主要是在信號“關(guān)閉”模式下實現(xiàn)的，其中分析物濃度與輸出信號強度呈負相關(guān)關(guān)系。由于該模式背景信號高，導致“肉眼”難以分辨試紙條上微小的檢測信號的變化。最近，研究者們提出一種熒光“開啟”側(cè)向流動分析（FONLFA）方法。與傳統(tǒng)的比色信號“關(guān)閉”方法相比，該方法的肉眼檢測靈敏度顯著提高。

迄今為止，用于FONLFA的熒光納米材料主要有熒光微球、熒光素、時間分辨熒光納米球和量子點。上述熒光納米材料仍然存在制備復雜、毒性大等缺點。此外，已建立的這些方法都依賴于蛋白質(zhì)分子與納米材料的共價偶聯(lián)，這可能會損害熒光材料的穩(wěn)定性。因此，利用生物相容性熒光納米材料，通過更簡單、更高效的工藝來開發(fā)FONLFA具有重要的研究價值。

近期，江南大學食品學院彭池方教授和山東省食品藥品研究院王駿研究員報道了一種基于金銀納米簇自組裝高效制備熒光"開啟"側(cè)向流動試紙條用于小分子高靈敏檢測的策略，相關(guān)成果以“Highly Efficient Fabrication of Fluorescent “Turn-On” Lateral Flow Strips for Highly Sensitive Detection of Small Molecules Based on Self-Assembly of AuAg Nanoclusters”為題發(fā)表在國際化學權(quán)威雜志Analytical Chemistry上。

納米材料自組裝路線及Ab-FONLFA和Apt-FONLFA檢測小分子的原理圖

具體而言，研究團隊提出了一種高效制備FONLFA試紙條的方法用于小分子的檢測。通過聚4-苯乙烯磺酸鈉（PSS）、抗原和金-銀納米團簇（AuAgNCs）的自組裝，將AuAgNCs固定在試紙條的硝化纖維素膜上。固定只需要將三種成分進行直接混合，此過程僅耗時1分鐘，從而繞過了必須的熒光材料化學修飾過程。該方法能夠顯著簡化制備過程，從而大大提高了試紙條帶的制造效率。利用該方法，研究人員建立了檢測多菌靈（CAR）的熒光“開啟”側(cè)向流動分析，其視覺檢出限（vLOD）比常規(guī)比色LFA降低了40倍。

此外，該研究還實現(xiàn)了AuAgNCs和鏈霉親和素在試紙條上的固定化，建立了基于適配體的FONLFA（Apt-FONLFA），從而證明了該研究所提出的固定熒光材料策略的通用性。與常規(guī)比色LFA相比，Apt-FONLFA對卡那霉素（KAN）的vLOD值降低了50倍。因此，F(xiàn)ONLFA在小分子分析中具有廣闊的應用前景。

（A）多菌靈抗原存在下，不同聚電解質(zhì)對AuAgNCs在NC膜上固定化的影響；(B) AuAgNCs、PSS和CAR-BSA的固定化模式；（C）自組裝策略和常規(guī)化學修飾法制備FONLFA試紙條的對比



（A）用于檢測CAR的Ab-FONLFA示意圖；（B）自然光照下Ab-FONLFA用于CAR比色定性分析的照片；（C）CAR定量分析標準曲線；（D）膠體金讀卡器獲得的不同濃度的CAR的信號響應；（E）紫外光照下Ab-FONLFA用于CAR熒光定性分析的照片；（F）熒光“開啟”模式下，CAR定量分析的標準曲線；（G）熒光試紙讀卡器獲得的不同濃度的CAR的信號響應。



（A）用于檢測KAN的Apt-FONLFA示意圖；（B）自然光照下Ab-FONLFA用于KAN比色定性分析的照片；（C）比色模式下，KAN定量分析標準曲線；（D）膠體金讀卡器獲得的不同濃度的KAN的信號響應；（E）紫外光照下Apt-FONLFA用于KAN熒光定性分析的照片；（F）熒光“開啟”模式下，KAN定量分析的標準曲線；（G）熒光試紙讀卡器獲得的不同濃度的KAN的信號響應。

綜上所述，本文提出了一個簡單的FONLFA試紙條加工工藝，即利用金銀納米簇和大分子自組裝將熒光金屬納米簇固定在LFA條帶的硝酸纖維素膜上。采用AuNPs作為猝滅劑，提出了一種新的基于抗體的檢測CAR的FONLFA。在熒光“開啟”模式下，獲得的CAR的vLOD為5 ng/mL，與傳統(tǒng)比色模式相比降低了40倍。此外，成功地將設(shè)計的工藝應用于基于適配體的FONLFA。在熒光“開啟”模式下，KAN的vLOD為50 ng/mL，與傳統(tǒng)比色模式相比降低了50倍。因此，該研究建立的FONLFA平臺顯著提高了視覺檢測靈敏度，并且表現(xiàn)出顯著的通用性。該平臺有望開發(fā)出用于小分子檢測的兩種主要類型的側(cè)向流動分析，表明其在實際應用方面具有巨大潛力。

論文鏈接： https://doi.org/10.1021/acs.analchem.4c00956