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综述:核酸偶联金纳米颗粒在生物传感应用中的研究进展
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年06月26日 来源:World Journal of Microbiology and Biotechnology 4
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(编辑推荐)本综述系统阐述了核酸偶联金纳米颗粒(AuNPs-NA)在生物传感领域的独特优势,包括表面等离子共振(SPR)效应、多重功能化策略(如硫醇键合)及其在病原体检测、生物标志物分析中的应用,为开发高灵敏(electrochemical/fluorescent)诊断工具提供前瞻性视角。
Abstract
金纳米颗粒(AuNPs)凭借可编程的表面功能化和独特的等离子体光学特性,已成为分子诊断领域的重要工具。通过共价键、静电作用或硫醇(-SH)介导的偶联,核酸(NA)与AuNPs形成的复合物(AuNPs-NA)兼具靶标识别能力与信号放大功能,显著提升了生物传感器的灵敏度(LOD10-18 M)和特异性。
功能化策略与偶联机制
AuNPs-NA的稳定性取决于表面化学修饰:硫醇化DNA通过Au-S键实现定向锚定,而静电吸附则依赖带负电的核酸与CTAB包被的AuNPs结合。研究指出,盐浓度优化和空间位阻调节是避免纳米颗粒聚集的关键。
多模态生物传感应用
光学传感:靶标杂交触发AuNPs聚集,导致局部表面等离子共振(LSPR)位移(Δλmax≈50 nm),适用于肉眼可视化的即时检测。
电化学传感:NA修饰的AuNPs电极通过杂交事件改变电子转移阻抗(Rct变化>60%),实现HIV-1 RNA的痕量检测。
荧光放大:基于荧光共振能量转移(FRET)的AuNPs-NA探针可淬灭背景信号,使信噪比提升103倍。
未来展望
微流控芯片集成与机器学习辅助的AuNPs-NA系统,有望推动居家检测设备的开发。但临床转化仍需解决批次重复性和复杂样本基质干扰等挑战。
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