高灵敏的SERS传感器用于基于enzyme@MOFs和比数Raman的葡萄糖检测
Yan Sun1, Yueshou Zhang2, Haiting Ren2
1MOE Key Laboratory of Laser Life Science & Institute of Laser Life Science, College of Biophotonics, Guangdong Provincial Key Laboratory of Laser Life Science, Guangzhou Key Laboratory of Spectral Analysis and Functional Probes, South China Normal University, Guangzhou, 510631, China; Shandong Provincial Engineering Laboratory of Novel Pharmaceutical Excipients and Controlled Release Preparations, College of Medicine and Nursing, Dezhou University, China.
Talanta
|January 15, 2024
概括
这项研究开发了一种新的SERS传感器,用于快速和灵敏地检测唾液中的葡萄糖. 传感器使用双重酶催化系统和内部标准来提高准确性,实现低检测极限.
科学领域:
- 纳米技术纳米技术
- 分析化学 分析化学
- 生物医学工程 生物医学工程
背景情况:
- 糖尿病是一种慢性代谢疾病,其中葡萄糖的波动会导致严重的健康并发症.
- 表面增强的拉曼散射 (SERS) 光谱为葡萄糖等分析物提供了高灵敏度和快速检测.
- 现有的SERS方法在准确性和稳定性方面面临挑战,原因是分析物的亲和度低,环境干扰.
研究的目的:
- 开发一种高度灵敏和准确的SERS传感器,用于检测唾液等复杂的生物样本中的葡萄糖.
- 克服传统SERS的局限性,通过结合一个协同酶催化系统和内部标准.
- 为设计先进的酶催化SERS传感器提供一个新的策略.
主要方法:
- 通过在Au@Ag纳米棒 (NR) 中封装4-mercaptobutyronitrile (4-MBN) 来制造一种新的SERS基底.
- 开发一个并联的酶催化比度SERS传感器,Au@4-MBN@Ag@LMG@ZIF-8(GOx,HPR),通过将修改后的NR与Leucomalachite绿色 (LMG),葡萄糖氧化酶 (GOx) 和胡卜过氧化酶 (HPR) 封装在ZIF-8.
- 使用比度拉曼信号 (I412/I2233) 进行定量葡萄糖检测.
主要成果:
- ZIF-8封装增强了酶活性,葡萄糖丰富和SERS基质稳定性.
- 传感器表明,比度拉曼信号与葡萄糖度 (0.1-100μM) 之间存在良好的线性关系.
- 在唾液样本中达到0.03μM的低检测极限 (LOD),具有出色的选择性,可重复性,准确性和96.50%-105.56%的回收率.
结论:
- 开发的Au@4-MBN@Ag@LMG@ZIF-8(GOx,HPR) 传感器表现出卓越的SERS性能,用于快速,灵敏和准确的葡萄糖检测.
- 在ZIF-8矩阵中集成内部标准和合酶催化剂有效地解决了复杂环境中的SERS限制.
- 这项工作为临床诊断的酶催化SERS传感器的合理设计提出了一个有希望的新策略.
