基于黄金单原子的aptananozyme作为一种超敏感和选择性的色度探针,用于检测血栓素和C反应蛋白

科学领域:

• 纳米技术和材料科学 材料科学
• 生物化学和催化剂的研究
• 分析化学和生物感知学

背景情况:

• 开发高效的纳米酶用于催化和传感应用是至关重要的.
• 基于黄金的单原子纳米酶 (Au-SAzymes) 提供了独特的催化性能,由于最大的原子利用.
• 现有的纳米酶在复杂的生物样本的灵敏度和效率上往往面临限制.

研究的目的:

• 合成和表征一种超高效的生物催化剂Au基单原子纳米酶 (Au-SAzyme).
• 为了研究Au-SAzyme的过氧化酶类活性和催化机制.
• 开发一种超灵敏的吸食传感器,通过将吸食体与Au-SAzymes集成来检测疾病生物标志物.

主要方法:

• 合成Au-SAzymes使用复杂化-吸附-热解方法在黑色添加碳 (Au-N-C) 上.
• 使用高分辨率传输电子显微镜和高角度环状暗场扫描传输电子显微镜进行原子结构表征.
• 通过迈凯利斯-门动力学和计算研究 (DFT,蒙特卡洛) 进行过氧化酶类活性评估.
• 开发一种适应传感器 (Aptamer/Au-SAzyme),用于无标签检测血栓和C反应蛋白 (CRP).

主要成果:

• 合成的Au-SAzymes表现出显著的过氧化酶类活性,其迈凯利斯-门常数为1.7nM.
• 计算分析显示,H2O2在AuN4中心上吸附,形成反应性OH*和O*物种.
• 该Aptamer/Au-SAzyme传感器实现了对血栓素 (550 pM) 和CRP (500 pg mL-1) 的超敏感检测极限.
• 该传感器在分析来自COVID-19患者的血清和血样本方面表现出高准确度和精度.

结论:

• 开发的Au-SAzymes是一种高效的生物催化剂,在生物感知方面具有显著的潜力.
• 无标签的食感传感器设计为临床生物标志物检测提供了一个敏感和可靠的平台.
• 这种方法突出了商业化潜力,因为黄金原子的利用率和性能在现实世界样本中很高.