近红外Ag2S量子点应用于光电化学细胞传感

近年来，癌细胞的早期诊断是研究的热点。目前人们已使用质谱、色谱、电化学等方法来检测细胞表面的糖基，但这些方法可能会破坏细胞的完整性，无法实现临床诊断和生命科学研究的广泛应用。近年来，光电化学生物分析法在生物分析中具有巨大的应用潜力，由此引起越来越广泛的关注。光电化学检测的过程中激发光源和检测信号是完全分离的，由此具有更高的灵敏度。近红外量子点具有独特的光电性质，传统的近红外量子点，如PbS、PbSe、PbTe、InP等，由于含有高毒性的元素，限制了其在活体或细胞检测中的应用。此外，值得注意的是，目前报道的光电化学活性材料基本上只能吸收短波长的光。

近日，南京师范大学的戴志晖教授（点击查看介绍）团队利用一锅法合成了水溶性近红外Ag₂S量子点作为光电化学活性材料，近红外光激发和光电化学活性材料的低毒性能够避免检测过程中因光能量较高和材料毒性引起的细胞损伤或细胞失活。他们利用金纳米粒子的局部表面等离子体共振效应作为信号放大策略，当修饰金纳米粒子时，光电流响应提升了3.5倍左右。在生理pH状态下，唾液酸（SA）可以与苯硼酸发生特异性反应形成稳定的复合物，而肿瘤细胞表面SA过度表达，为细胞表面SA的分析和细胞的捕获提供了可能性。因此，利用MCF-7细胞作为目标分析物，4-巯基苯硼酸分子通过Au-S键结合到电极表面后作为生物识别元件来捕获细胞。当细胞捕获到电极表面时，细胞的存在产生了巨大的空间位阻作用，导致光电化学信号明显下降。基于捕获细胞前后光电化学信号的变化，作者实现了细胞的定量分析。通过唾液酸酶的处理作用，他们监测了细胞表面SA在唾液酸酶作用下的动态变化。更为重要的是，目前这项工作中使用的激发光源波长在光电化学生物分析中是最长的。而且，金纳米粒子修饰的水溶性近红外Ag₂S量子点首次用来构建光电化学生物传感器，为基于近红外光激发的光电化学活性材料用于构建光电化学传感器的研究开拓了新的思路。

这一成果近期发表在Analytical Chemistry 上，文章的第一作者是南京师范大学的硕士研究生李如燕。

该论文作者为：Ruyan Li, Wenwen Tu, Huaisheng Wang, Zhihui Dai

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Near-Infrared Light Excited and Localized Surface Plasmon Resonance-Enhanced Photoelectrochemical Biosensing Platform for Cell Analysis

Anal. Chem., 2018, 90, 9403, DOI: 10.1021/acs.analchem.8b02047

导师介绍

戴志晖

http://www.x-mol.com/university/faculty/11739