《Analytica Chimica Acta》：Mn-doped dual-emission CdZnSe/Mn:ZnS quantum dots for self-calibrated ratiometric sensing of Alzheimer’s disease biomarker
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?制备了一种自校准比率型适配体传感器用于淀粉样蛋白 -β 寡聚体（AβO）检测。?固有的双发射 CdZnSe/Mn:ZnS 量子点无需额外荧光团即可避免背景干扰。?适配体修饰的磁珠实现了 AβO 信号转换，CHA 扩增提高了灵敏度。?双 FRET 开关产生可逆比率信号，用于
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制备了一种自校准比率型适配体传感器用于淀粉样蛋白 -β 寡聚体（AβO）检测。
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固有的双发射 CdZnSe/Mn:ZnS 量子点无需额外荧光团即可避免背景干扰。
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适配体修饰的磁珠实现了 AβO 信号转换，CHA 扩增提高了灵敏度。
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双 FRET 开关产生可逆比率信号，用于 AβO 定量。
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该适配体传感器可区分 AD 患者和健康受试者，与 ELISA 数据一致。
引言
阿尔茨海默病（AD）是一种不可逆的进行性神经退行性疾病，病理特征为大脑中淀粉样蛋白 -β 斑块和过度磷酸化的 tau 蛋白衍生的神经纤维缠结的积累 [1], [2], [3], [4]。这些病理标志物导致记忆力、认知功能及执行日常活动能力的逐渐衰退 [5], [6]。在多种 Aβ 亚型中，淀粉样蛋白 -β 寡聚体（AβO）是由淀粉样 β 肽错误组装形成的可溶性小聚集体 [7]。与成熟的非溶性斑块不同，AβO 具有强烈的神经毒性，会损害突触功能，诱导氧化应激，触发 tau 蛋白过度磷酸化，并促进神经元凋亡 [8], [9], [10], [11]。因此，AβO 被认为是与认知衰退相关的关键致病物种，是早期 AD 诊断和干预的重要生物标志物和治疗靶点。
目前，AβO 的检测策略可分为两类：单信号和比率型双信号传感策略 [12], [13]。单信号传感系统依赖于单一的光学或电化学信号输出，但容易受到背景干扰、环境变化和仪器漂移的影响，导致在复杂生物样本中的准确性和重复性令人不满意 [14], [15], [16]。相比之下，比率型双信号传感策略通过记录两个独立信号的强度比来实现内在自校准，这有效地消除了外部干扰，并增强了在复杂基质中的检测准确性、可靠性和抗干扰能力 [17], [18], [19], [20]。例如，一种具有固定化学计量的双中心发射 3d-4f 双核配合物能够实现可靠的比率型温度传感，并显示出在热成像和光学防伪方面的潜力 [21]。因此，为了满足 AβO 可靠和灵敏检测的需求，比率型传感策略至关重要。
在各种光学纳米材料中，量子点（QDs）由于其窄发射带、高光致发光量子产率、可调发射波长和优异的光稳定性，已成为比率型感应的理想信号报告器 [22], [23], [24], [25]。因此，基于量子点的比率型荧光生物传感器已被广泛用于生物分子检测。例如，碳点 -CdTe 量子点集成的双发射荧光探针 [26]、碳量子点 - 氢键有机框架 [27]、CsPbBr3 量子点 -NaGdF4:Eu3+ 纳米颗粒 [28] 等。然而，大多数此类探针是通过量子点和额外荧光团之间的共价偶联制成的，这不可避免地损害了量子点的光致发光效率和结构稳定性 [29]。为了解决这些局限性，双发射量子点已成为比率型感应的高度有希望的替代方案。这些量子点具有固有的双发射峰、出色的光稳定性和很强的抗外部干扰能力，从而实现高精度和可靠的比率型检测 [30], [31], [32]。因此，探索基于双发射量子点的高性能比率型荧光生物传感器对于 AβO 的可靠和灵敏监测具有重要意义。
基于上述考虑，开发了一种基于锰掺杂双发射 CdZnSe/Mn:ZnS 量子点的比率型荧光适配体传感器，用于 AβO 的准确检测。图 1 显示了 CdZnSe/Mn:ZnS 量子点的合成过程示意图、通过磁珠分离和适配体识别将 AβO 信号转换为 S 链的过程，以及基于荧光共振能量转移（FRET）的荧光猝灭。采用简单的一锅水浴法合成 CdZnSe/Mn:ZnS 量子点，首先在 95 °C 下形成 CdZnSe 核，随后控制生长均匀的掺锰 ZnS 壳。形成的掺锰量子点在 425 nm 和 628 nm 处表现出两个分辨良好的荧光峰，分别源自 CdZnSe 核的带边发射和 ZnS 壳的 Mn2+ 掺杂发射。将 CdZnSe/Mn:ZnS 量子点和 Ag NPs 分别修饰在发夹 H1 的两个末端，导致通过 CdZnSe/Mn:ZnS 量子点（能量供体）和 Ag NPs（能量受体）之间的 FRET 猝灭了 425 nm 处的荧光信号（FL425 关，FL628 开）。随后，CdZnSe/Mn:ZnS 量子点 -H1-Ag NPs 复合物与由 AβO 调控的 S 链反应，这些 S 链在适配体功能化磁珠特异性识别 AβO 时被释放。与 H1 形成稳定的双链后，AβO 调控的 S 链在暴露于 H2-BHQ3 时触发了 CHA 的环化扩增过程，这进而通过 CdZnSe/Mn:ZnS 量子点（能量供体）和 BHQ3（能量受体）之间的 FRET 促成了 425 nm 处荧光信号的增强和 628 nm 处荧光发射的猝灭（FL425 开，FL628 关）。借助具有 FL425 激活和 FL628 猝灭特征的比率信号变化，成功实现了 AβO 的定量检测。
章节摘要
实验
试剂、材料和装置详见补充材料，本研究中使用的核酸序列列于表 S1 中。
CdZnSe/Mn:ZnS 量子点和 Ag NPs 的表征
锰掺杂 CdZnSe/Mn:ZnS 量子点是新型核壳结构双发射量子点，具有出色的光学性能、良好的生物相容性和高荧光稳定性 [34]，使其成为灵敏准确生物传感的有前景的比率型荧光探针。在图 1C 中，采用简易的水相共沉淀法合成 CdZnSe/Mn:ZnS 量子点。首先通过水相反应使用 Cd-GSH 和 Zn-GSH 配合物作为金属前驱体合成 CdZnSe 量子点，以及
结论
总之，我们开发了一种比率型荧光适配体传感器，用于 AβO 的准确可靠检测。所提出的策略提供了以下独特优点。首先，双发射 CdZnSe/Mn:ZnS 量子点实现了自校准比率型感应，有效提高了抗干扰能力和信号稳定性，从而确保准确可靠的检测。其次，适配体识别与磁珠分离的集成促进了高效的信号转换，
CRediT 作者贡献声明
王千宇：验证，数据管理。 冯秋美：写作 – 审稿与编辑，资源，方法学，调查，概念化。 徐晖：正式分析，数据管理。 刘伟伟：验证，调查。 王坡：监督，资源，项目管理，资金获取，概念化。 陈国芳：写作 – 审稿与编辑，资源，方法学，概念化。 潘周琦：写作 – 原稿，调查，正式分析，数据管理
利益冲突声明
作者声明他们没有已知的竞争财务利益或个人关系，这些关系可能被认为会影响本论文中报告的工作。
利益冲突声明
? 作者声明他们没有已知的竞争财务利益或个人关系，这些关系可能被认为会影响本论文中报告的工作。
致谢
本工作得到了 国家自然科学基金（编号： 21705062 和 21675067）、徐州市自然科学基金（ KC23238）以及 江苏省 杰出人才高峰项目（SWYY-084）的支持。
潘周琦 | 王千宇 | 冯秋美 | 徐晖 | 刘伟伟 | 王坡 | 陈国芳
