高选择性NIR生物传感器和体内成像用于基于DNA包裹的单基拉性碳纳米管的Hg2+检测
Lele Wang1, Han Liu2, Lanying Li1
1Key Laboratory of Bioanalysis and Metrology for State Market Regulation, Shanghai Institute of Measurement and Testing Technology, Shanghai 201203, China.
Journal of hazardous materials
|June 21, 2025
概括
使用单基拉性碳纳米管 (CNT) 和DNA的新型近红外 (NIR) 生物传感器在真实样本和活斑马鱼中有效检测离子 (Hg2+). 这种模块化平台为环境监测提供了更高的稳定性和纯度.
科学领域:
- 纳米技术和材料科学 材料科学
- 环境科学与工程环境科学与工程
- 生物医学工程和传感传感
背景情况:
- 检测离子 (Hg2+) 的纳米探针由于灵敏度和生物相容性而具有前景,但在纯度,稳定性和现实应用方面面临挑战.
- 单基拉性碳纳米管 (CNT) 提供独特的近红外 (NIR) 光传感能力,但其功能和环境应用尚未得到充分探索.
研究的目的:
- 开发一种高纯度,结构稳定的NIR生物传感器探针,用于敏感和选择性离子检测.
- 为了证明开发的生物传感器在环境样本和体内成像中的实际应用性.
主要方法:
- 使用高纯度 (96%) 单基拉CNT (8,4) 构建一个NIR生物传感器,其功能与富含胺的DNA螺旋结构相结合.
- 利用T-Hg2+相互作用诱导DNA-CNT螺旋中的构造变化,改变NIR光发射.
- 检测极限的验证,线性,对其他金属离子的选择性,以及复杂的河水样本和斑马鱼模型中的性能.
主要成果:
- DNA-CNT Hg2+生物传感器实现了0.472 nM的低检测极限,具有良好的线性 (0.8 nM至40 nM).
- 对其他10种金属离子具有很好的选择性,在河水样本中可靠量化 (93.9%-108.7%的回收率).
- 在斑马鱼中成功执行了Hg2+的实时体内成像,并展示了用于多功能目标传感的模块化设计.
结论:
- 开发的基于CNT的单性NIR生物传感器克服了对检测的纯度和稳定性挑战.
- 模块化设计建立了一个多功能平台,用于构建各种基于CNT的NIR探测器,用于环境和生物传感.
- 这项工作验证了先进纳米材料用于敏感和实时监测的实际应用.
