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Gold Nanotriangle-Assembled Nanoporous Structures for Electric Field-Assisted Surface-Enhanced Raman Scattering Detection of Adenosine Triphosphate
ACS Sensors ( IF 8.2 ) Pub Date : 2023-03-15 , DOI: 10.1021/acssensors.2c02759 Hai-Ling Liu 1, 2 , Saud Asif Ahmed 2 , Qiu-Cen Jiang 2 , Qi Shen 2 , Kan Zhan 3 , Kang Wang 2
ACS Sensors ( IF 8.2 ) Pub Date : 2023-03-15 , DOI: 10.1021/acssensors.2c02759 Hai-Ling Liu 1, 2 , Saud Asif Ahmed 2 , Qiu-Cen Jiang 2 , Qi Shen 2 , Kan Zhan 3 , Kang Wang 2
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A reliable, rapid, cost-effective, and simple method for the detection of biomolecules would greatly promote the research of analytical detection of single molecules. A nanopore-based analytical technique is promising for detecting biomolecules. Conventional electrochemical nanopores cannot distinguish biomolecules precisely because of their fast translocation speed and limited electrochemical information. Therefore, it is highly desirable to develop electrochemical surface-enhanced Raman scattering (SERS) nanopores to obtain multidimensional information. Herein, we designed and fabricated gold nanotriangle (AuNT)-assembled porous structures at the tip of a glass capillary using dithiol adenosine triphosphate (ATP) aptamers as cross-linking molecules. The AuNTs exhibited an edge length of 57.3 ± 6.2 nm and thickness of about 15 nm. The gold nanoporous structure (GPS) showed a strong ion rectification even at a high concentration of electrolyte (2 M) and a high SERS activity. Based on these designed structures, SERS and electrochemistry techniques were combined to control the rapid movement of ATP to the vicinity of the GPS by an applied potential of +1 V, where ATP was concentrated by ATP aptamers and the molecular signals were amplified by SERS. As a result, the GPS successfully detected ATP at a concentration as low as 10–7 M.
中文翻译：
用于电场辅助表面增强拉曼散射检测三磷酸腺苷的金纳米三角形组装纳米多孔结构
一种可靠、快速、经济、简单的生物分子检测方法将极大地促进单分子分析检测的研究。基于纳米孔的分析技术有望用于检测生物分子。传统的电化学纳米孔因其转位速度快和电化学信息有限而无法精确区分生物分子。因此，非常需要开发电化学表面增强拉曼散射（SERS）纳米孔以获得多维信息。在此，我们使用二硫醇三磷酸腺苷 (ATP) 适体作为交联分子，在玻璃毛细管的尖端设计并制造了金纳米三角形 (AuNT) 组装的多孔结构。AuNT 的边长为 57.3 ± 6.2 nm，厚度约为 15 nm。即使在高浓度电解质 (2 M) 和高 SERS 活性下，金纳米多孔结构 (GPS) 也显示出很强的离子整流。基于这些设计的结构，将SERS和电化学技术相结合，通过+1 V的施加电位控制ATP快速移动到GPS附近，其中ATP被ATP适配体浓缩，分子信号被SERS放大。结果，GPS 成功检测到浓度低至 10 的 ATP 其中 ATP 被 ATP 适体浓缩，分子信号被 SERS 放大。结果，GPS 成功检测到浓度低至 10 的 ATP 其中 ATP 被 ATP 适体浓缩，分子信号被 SERS 放大。结果，GPS 成功检测到浓度低至 10 的 ATP–7 M。
更新日期：2023-03-15
中文翻译：
用于电场辅助表面增强拉曼散射检测三磷酸腺苷的金纳米三角形组装纳米多孔结构
一种可靠、快速、经济、简单的生物分子检测方法将极大地促进单分子分析检测的研究。基于纳米孔的分析技术有望用于检测生物分子。传统的电化学纳米孔因其转位速度快和电化学信息有限而无法精确区分生物分子。因此，非常需要开发电化学表面增强拉曼散射（SERS）纳米孔以获得多维信息。在此，我们使用二硫醇三磷酸腺苷 (ATP) 适体作为交联分子，在玻璃毛细管的尖端设计并制造了金纳米三角形 (AuNT) 组装的多孔结构。AuNT 的边长为 57.3 ± 6.2 nm，厚度约为 15 nm。即使在高浓度电解质 (2 M) 和高 SERS 活性下，金纳米多孔结构 (GPS) 也显示出很强的离子整流。基于这些设计的结构，将SERS和电化学技术相结合，通过+1 V的施加电位控制ATP快速移动到GPS附近，其中ATP被ATP适配体浓缩，分子信号被SERS放大。结果，GPS 成功检测到浓度低至 10 的 ATP 其中 ATP 被 ATP 适体浓缩，分子信号被 SERS 放大。结果，GPS 成功检测到浓度低至 10 的 ATP 其中 ATP 被 ATP 适体浓缩，分子信号被 SERS 放大。结果，GPS 成功检测到浓度低至 10 的 ATP–7 M。
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