《Sensors and Actuators B: Chemical》：Pd/Pt-decorated poly(tannic acid) nanospheres as a multifunctional label for ultrasensitive lateral flow immunoassay of methamphetamine
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甲基苯丙胺快速检测方法中，采用聚鞣酸纳米球负载双金属纳米颗粒构建三功能纳米酶，实现侧流免疫层析试纸条灵敏度提升15-30倍，检测限分别达到1.0 ng/mL（颜色信号）和0.5 ng/mL（催化信号），显著降低临界值至19 ng/mL和40 ng/mL。方法通过无化学修饰的物理吸附策略实现抗体高效偶联，实验验证了广谱样本（发丝、血清、尿液）中的高回收率和低变异系数，为临床和法医检测提供高灵敏度工具。
李敏|唐贤清|李彦杰|张宗成|周伟江|塔拉普·贾德拉|孙健|周吉
新疆医科大学药学院，新疆生物医药与医疗器械重点实验室，法医学重点实验室，乌鲁木齐830017，中国
摘要
甲基苯丙胺（METH）的滥用仍然是一个紧迫的全球健康威胁，推动了对现场、超高灵敏度检测工具的需求。在此，我们通过合理的结构设计策略，设计并制备了一种三功能纳米酶，该纳米酶涉及在聚单宁酸（PTAN）纳米球上原位还原Pd/Pt前体。PTAN@Pd/Pt富含酚类的表面允许一步法、无需共价键合即可固定抗体，同时保持生物活性，并创建了一个协同催化界面。当将其集成到侧向流动免疫测定（LFIA）中时，该平台能够实现1.0 ng/mL（比色信号）和0.5 ng/mL（催化信号）的检测限，分别比传统的基于金纳米粒子的LFIA提高了15倍和30倍，并将药物浓度临界值降低到19 ng/mL和40 ng/mL。定量分析显示出色的线性，而在加标头发、血清和尿液样本中的验证实验获得了高回收率和低变异系数（CV）。因此，PTAN@Pd/Pt纳米酶为临床诊断和法医学中的快速METH筛查提供了一种强大且实用的工具。
引言
甲基苯丙胺（METH）成瘾代表了一个严重的全球公共卫生危机，带来了巨大的社会、医疗和心理负担[1]、[2]。因此，开发有效、快速和可靠的现场检测METH及其他非法药物的分析方法是一个紧迫的优先事项。虽然高性能液相色谱（HPLC）[3]、[4]、气相色谱-质谱（GC-MS）[5]、[6]和液相色谱-质谱（LC-MS）[7]、[8]等金标准实验室技术具有出色的灵敏度和准确性，但其应用受到固有局限性的制约。这些局限性包括分析时间较长、依赖复杂且笨重的仪器以及需要高度训练的人员。这些关键缺点共同阻碍了它们在大规模现场筛查和即时检测中的应用，凸显了对替代分析平台的迫切需求。
侧向流动免疫测定（LFIA）具有低成本、操作简单和快速周转时间等显著优势，使其非常适合即时检测（POCT），并成为该领域的主要平台之一。LFIA系统的关键组成部分是信号探针，它显著影响免疫层析试纸的检测性能[9]、[10]、[11]。金纳米粒子（AuNPs）仍然是商业LFIA中用于非法药物检测最广泛使用的纳米标签。尽管AuNPs能够实现适合定性和半定量分析的比色读数，但它们存在颜色强度弱、抗体偶联效率低和胶体稳定性有限的缺点，这些因素共同限制了灵敏度和实际应用性[12]、[13]、[14]。这些缺点进一步限制了对METH及其他物质进行可靠定量和实时监测的能力。此外，传统单模式LFIA的性能容易受到实验条件、环境因素和批次间不一致性的影响[15]、[16]。为了解决这些问题，开发多模式LFIA平台对于提高检测可靠性和准确性至关重要。这方面的一个关键步骤是设计多功能信号示踪剂，通常由多个功能组件组成，每个组件都对LFIA系统的整体输出信号有所贡献。
为了解决单信号LFIA灵敏度低的关键问题，纳米酶作为一种强大的替代方案应运而生，为信号放大开辟了新的途径。纳米酶被定义为具有酶模拟催化活性的人工纳米材料，它们将生物催化的特异性与纳米材料的稳健性相结合，相比天然对应物具有明显的优势，包括更好的化学稳定性、经济可行性、可扩展的生产能力和可调的催化特性[17]、[18]、[19]。纳米酶的双重功能——提供内在的比色信号和催化放大信号——为开发先进的LFIA系统奠定了基础。尽管各种纳米酶如Au@Pd[20]、CuCo@PDA[21]和Fe?O?@MoS?@Pt[22]已在多种传感应用中成功实施，但寻找具有简单合成方法、强天然颜色和高催化效率的理想LFIA探针的任务仍在继续。多功能复合纳米酶越来越被认为是满足这些严格要求的关键。
在开发此类先进探针的过程中，单宁酸（TA）作为一种极具前景的分子支架而脱颖而出。作为一种天然的、可再生的多酚，TA为LFIA开发提供了独特的功能组合。关键的是，其丰富的羟基（-OH）赋予了TA衍生物纳米材料高负表面电荷（ζ电位），确保了优异的分散稳定性。此外，TA对蛋白质的亲和性使其抗体标记策略非常简单高效，只需将抗体与基于TA的示踪剂混合即可[23]、[24]。这种生物正交偶联方法比传统的共价偶联方法更为优越，因为它消除了对复杂化学修饰和强烈交联剂（如EDC/NHS或戊二醛）的需求，从而避免了偶联抗体的潜在变性或活性损失[25]。
在这项研究中，我们开发了一种新型的Pd/Pt修饰的聚（TA）纳米球（PTAN@Pd/Pt）复合纳米酶，该纳米酶具有高效抗体固定、高过氧化物酶样活性和内在光学特性的集成功能。基于这种纳米酶，建立了一种双信号侧向流动免疫测定（PTAN@Pd/Pt-LFIA）方法，用于超灵敏度检测METH。合成过程包括通过甲醛辅助交联制备PTAN，随后在PTAN核心原位生长Pd/Pt双金属纳米粒子。所制备的纳米复合材料具有高负ζ电位和强蛋白质亲和力，能够通过物理吸附高效偶联METH单克隆抗体（METH-mAb）（如图1所示）。构建的生物传感器显示出显著的信号放大效果、宽动态检测范围，并有效减少了脂质和蛋白质的干扰，表明其在复杂非法药物检测系统中的应用前景广阔。
实验部分
实验材料和仪器的详细描述见补充材料。
制备的纳米粒子的表征
系统地表征了合成纳米粒子的形态和结构。扫描电子显微镜（SEM）和透射电子显微镜（TEM）图像显示PTAN具有均匀的球形形态（图1a和1b）。随后通过TEM确认了Pd和Pt纳米粒子在PTAN表面的沉积（图1c），显示纳米粒子密度高，晶格条纹间距为0.23 nm（图1f），对应于贵金属的（111）晶面
结论
总之，我们开发了一种基于PTAN@Pd/Pt复合纳米酶的PTAN@Pd/Pt-LFIA平台，用于超灵敏度检测METH。PTAN@Pd/Pt纳米复合材料表现出优异的比色和过氧化物酶样催化性能。使用PTAN纳米粒子作为前体，丰富的界面多酚基团和超高比表面积使得Pd和Pt纳米粒子能够以高密度原位沉积。所得的PTAN@Pd/Pt显示出显著增强的
CRediT作者贡献声明
贾德拉·塔拉普：撰写——审稿与编辑，资金获取，正式分析。周吉：撰写——审稿与编辑，监督。张宗成：验证，正式分析。周伟江：数据管理。唐贤清：方法学，正式分析。李彦杰：验证，研究。孙健：撰写——审稿与编辑，监督，项目管理，资金获取。李敏：撰写——初稿，方法学，正式分析，数据管理，概念化。
利益冲突声明
作者声明他们没有已知的竞争性财务利益或个人关系可能影响本文所述的工作。
致谢
本工作得到了中国博士后基金会（编号2025T180970）、高层次人才启动项目、国家研究创新人才培养项目（编号XYD2024GR03）以及新疆医科大学的研究与创新团队项目（XYD2024C05）和新疆维吾尔自治区自然科学基金（2024D14016）的支持。
李敏正在新疆医科大学攻读博士学位。她曾在新疆医科大学获得药学硕士学位。
