双钙钛矿纳米荧光探针的工程化构建及其在蛋白质定量检测中的应用研究

为解决传统蛋白质检测方法灵敏度低、操作复杂且成本高的问题，研究人员开发了一种基于Cs2NaYF6:Yb3+/Er3+双钙钛矿纳米荧光探针（C@C-PEI-Ab-GO），通过抗体-抗原特异性结合触发GO荧光淬灭效应逆转，实现血清白蛋白的高灵敏（0.03 pg/mL）可视化检测。该技术为肾病、糖尿病等疾病的早期诊断提供了高效、低成本的新工具。

　　

蛋白质作为生命活动的核心执行者，其异常表达与多种重大疾病密切相关。然而，当前主流的ELISA、质谱等技术面临操作繁琐、设备昂贵等瓶颈，尤其在基层医疗场景中难以推广。针对这一挑战，德州学院生物物理重点实验室的研究团队在《Sensors and Actuators B: Chemical》发表了一项突破性研究，通过创新性地将双钙钛矿材料与生物传感技术结合，开发出可定量检测蛋白质的新型纳米荧光探针。

研究团队采用溶热法合成Cs₂NaYF₆:Yb³⁺/Er³⁺@Cs₂NaYF₆核壳结构（C@C），经聚乙烯亚胺（PEI）修饰后与抗体（Ab）偶联，再通过π-π堆叠作用吸附于石墨烯氧化物（GO）表面构建探针。当样本中存在目标蛋白（如白蛋白）时，其与抗体的特异性结合会破坏GO的荧光淬灭效应，使上转换发光（UCL）强度与蛋白浓度呈正相关。

Sample preparation and characterization
通过透射电镜（TEM）和X射线衍射（XRD）证实了双钙钛矿纳米晶的立方相结构（空间群Fm-3m），动态光散射（DLS）显示水合粒径为45.8±3.2 nm。傅里叶变换红外光谱（FTIR）证实PEI成功修饰，Zeta电位测试表明Ab偶联后表面电荷由+38.2 mV变为-22.6 mV。

Conclusion
该探针对白蛋白的检测限达0.03 pg/mL，线性范围跨越5个数量级，在PBS和DMEM培养基中均保持稳定发光。动物实验显示其能准确反映肾损伤模型小鼠的尿蛋白变化，优于传统ELISA方法。

这项研究首次将双钙钛矿材料应用于生物传感领域，其创新的"淬灭-恢复"机制突破了传统荧光探针的稳定性瓶颈。探针的模块化设计允许通过更换抗体实现不同蛋白靶标的检测，为POCT（即时检验）设备开发提供了新思路。研究团队特别指出，该技术成本仅为ELISA的1/5，且检测时间缩短至15分钟，在基层医疗和家庭健康监测中具有重大应用前景。未来通过优化稀土元素掺杂比例，有望进一步提升探针对深组织成像的穿透能力。