激光直写纳米金属掺杂纸基石墨烯用于阿尔茨海默病多靶标传感

本文创新性地利用一步激光直写技术，在预浸金属盐的聚酰亚胺（PI）纸上制备金纳米粒子掺杂石墨烯（LIG-Au）电极，解决了传统激光诱导石墨烯（LIG）易脱落、稳定性差的问题。通过等离子体处理增强亲水性，并构建扩展栅场效应晶体管（EG-FET）传感系统，实现了阿尔茨海默病（AD）模型中过氧亚硝酸盐（ONOO?）和c-Abl活性的无线实时监测，为AD多维度病理研究提供了新策略。

　　

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Materials and instruments

本研究使用以下试剂与材料：抗坏血酸（AA）、尿酸（UA）、四水合氯化亚铁（FeCl₂·4H₂O）、3-吗啉代 sydnonimine 盐酸盐、超氧化钾（KO₂）、次氯酸钠（NaClO）、过氧化氢（H₂O₂）、多巴胺（DA）、高锰酸钾（KMnO₄）、6-巯基-1-己醇（MCH）、牛血清白蛋白（BSA）、二硫苏糖醇（DTT）、氧化石墨烯（GO）等购自阿拉丁试剂公司；蛋白激酶CKII、Mapk2、PKA、CaMK2购自北京博奥森生物技术有限公司；金属盐（AlCl₃、CaCl₂、CuSO₄·5H₂O、MgCl₂）购自西陇化学股份有限公司。

Characterization of paper-based LIG-Au

如方案1所示，LIG-Au电极阵列的制备需精细优化条件以确保性能。激光雕刻前，我们通过分析输出曲线、透射电镜（TEM）图像和转移曲线（图S1-S4），确定了纸基PI膜浸泡氯金酸（HAuCl₄·3H₂O）的最佳浓度与时间。结果表明，浸泡浓度与时间显著影响金纳米粒子的尺寸分布与电极电导率。优化后获得的LIG-Au电极展现出均匀的金纳米粒子分布、高导电性和稳定结构。

Conclusion

本研究展示了一步激光直写制备金属纳米粒子掺杂激光诱导石墨烯（LIG-Metal）电极的方法。基于聚酰亚胺（PI）纸的LIG-Metal电极具有优异导电性、卓越柔韧性、增强亲水性和长期稳定性。以制备的LIG-Au电极为扩展栅（EG），分别功能化Abltide肽和氧化石墨烯（GO）-MnO₂/Hemin纳米酶后，成功构建了多靶标传感平台，实现了对过氧亚硝酸盐（ONOO^?）和c-Abl的高灵敏度、高选择性检测。该研究为阿尔茨海默病（AD）的早期诊断与多维度病理机制研究提供了创新技术支撑。