基于上转换发光的无标记纳米探针用于酪氨酸酶双读值检测及其临床应用潜力

《Spectrochimica Acta Part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy》：Upconversion luminescence-based label-free nanoprobe for dual-readout detection of Tyrosinase

本文开发了一种基于上转换纳米颗粒（UCNPs）的无标记传感平台，通过酪氨酸酶催化底物酪胺氧化后与Fe3+反应生成紫色产物，实现酪氨酸酶的发光-比色双模式检测。该探针利用980 nm近红外激发上转换发光（UCL），有效规避背景荧光干扰，在发光模式下检测限低至0.001 U·mL?1，为皮肤癌早期筛查提供了高灵敏度、可视化的检测工具。

　　

检测方案概述

上转换发光纳米探针的检测方案

如方案1所示，本研究提出了一种创新的酪氨酸酶检测策略。在980 nm激光激发下，上转换纳米颗粒（UCNPs）在540 nm和655 nm处呈现特征发射峰，整体上转换发光（UCL）呈绿色。当加入酪氨酸酶后，酪胺被氧化为多巴胺。为构建适用于上转换传感体系的能量受体，我们在体系中引入铁离子（Fe³⁺）。多巴胺的儿茶酚结构随后被Fe³⁺氧化，形成紫色产物，该产物可作为能量受体有效淬灭UCNPs在540 nm处的绿色上转换发光。同时，反应液颜色由无色变为紫色，实现了酪氨酸酶的视觉化比色检测。

结论

本研究成功开发了一种基于酪氨酸酶对酪胺特异性氧化能力的无标记、低背景干扰发光-比色双读值纳米探针。该探针以UCNPs作为能量供体，酪胺为反应底物。在酪氨酸酶存在时，酪胺被氧化为多巴胺，随后加入的Fe³⁺触发比色反应。在980 nm近红外光激发下，反应产物通过内滤效应（IFE）淬灭UCNPs的绿色上转换发光，从而实现对酪氨酸酶的灵敏检测。该方法兼具高选择性、操作简便和成本低廉的优势，在临床诊断领域展现出广阔应用前景。