双信号放大技术：纳米酶催化的SERS适配体传感器与μHPLC预富集技术的协同整合，用于超灵敏的ATP检测

《Analytical Chemistry》：Dual-Signal Amplification: Synergistic Integration of Nanozyme-Catalyzed SERS Aptasensor with μHPLC Pre-enrichment for Ultrasensitive ATP Monitoring

　　

摘要

在复杂的生物流体中，精确测定生理上至关重要的飞摩尔级腺苷三磷酸（ATP）浓度仍然是一项艰巨的任务，因为这需要极高的灵敏度、特异性以及操作的稳定性，而这些要求往往难以同时满足。传统的集成检测平台，如LC-SERS，存在功能分割的问题，即分离和检测过程是顺序进行的，缺乏协同作用，从而限制了整体性能。而独立的放大策略则容易受到基质干扰的影响。在此，我们提出了一种全新的生物传感方法，通过在一个统一的微流控平台上整合两种正交的放大机制，克服了上述限制。我们的双信号放大微流控平台（2Amp-MFP）结合了在线微型高效液相色谱（μHPLC）用于目标物质的预富集和干扰物质去除，以及纳米酶催化的SERS适配体传感器（NC-SERS aptasensor）用于ATP的识别和催化信号生成。上游的氨基硅单体（ASM）具有依赖磷酸根的保留作用，能够在加载和清洗过程中去除腺苷二磷酸（ADP）、腺苷一磷酸（AMP）以及基质中的其他成分，而三磷酸类物质则会被保留下来，随后通过含有Mg²⁺的流动相被洗脱出来。在下游的适配体传感器中，ATP会被选择性识别，从而促使一部分与适配体结合的Au@Pt纳米酶从传感器界面脱离。经过清洗后，仍杂交在单体上的Au@Pt@Aptamer纳米颗粒会催化3,3′,5,5′-四甲基联苯胺（TMB）的氧化反应，生成具有拉曼活性的报告分子oxTMB，其SERS强度会随着ATP浓度的增加而降低。在优化条件下，2Amp-MFP的ATP检测下限可达63飞摩尔，并且能够对人类血清和尿液样本中的添加ATP进行精确定量。这种双信号放大策略为复杂生物基质中微量ATP的分析提供了有力的工具。