哈爾濱工業(yè)大學(深圳) 醫(yī)學工程與數字健康學院/理學院的羅成璐、田夢等團隊將局域表面等離激元共振(LSPR)與單分子識別檢測策略結合,可在分子水平上為光與物質之間的相互作用提供良好的研究體系。其研究成果發(fā)表在《化學學報》2025,Vol.83上。從 LSPR傳感策略出發(fā),介紹其基本原理并闡明了傳感性能的影響因素,探討了高靈敏光學傳感技術的設計方案,綜合分析了不同設計方案在單分子靈敏度檢測中的前沿應用,總結了技術發(fā)展趨勢。
局域表面等離激元共振(localized surface plasmonresonance,LSPR)是納米等離子激元學中常見的物理現(xiàn)象,是指金屬納米顆粒在光的照射下(某一特定波長處),金屬表面的自由電子與入射光的電磁場相互作用產生共振,從而使其具有優(yōu)異的光學、物理、化學性質,在生物醫(yī)學診斷、生物或化學傳感、環(huán)境監(jiān)測和藥物分析等諸多領域有著較好的應用前景。
突破在疾病方面的應用:通過抗原-抗體識別過程中 LSPR 光譜的位移變化,實現(xiàn)了飛摩爾水平的單分子靈敏度檢測,為早期疾病篩查和治療提供了一定幫助;構建的等離激元光熱效應和 LSPR 傳感轉導的雙功能等離激元生物傳感器(下圖),以納米金屬顆粒為傳感基底,利用 LSPR 光譜峰值偏移的不同來探測修飾在納米金屬顆粒上的分子結合與解離事件。
(a) 以抗體為分子識別元件用于阿爾茨海默癥精細血液診斷的等離激元納米生物傳感器系統(tǒng) (b) 以核酸探針為分子識別元件的 TP-DMT 病毒傳感整體工作流程 (c-f) :以無熒光標記的四面體核酸為分子識別元件用于 miRNA 21 檢測的等離激元納米生物傳感器(c),以及(d)利用microRNA 21、KpnI 和 StuI 響應測定實現(xiàn)基于 DNA 的邏輯操作和生物記憶,(e)和(f)分別為識別前后 LSPR 光譜峰值變化和暗場散射圖像
論文鏈接:https://sioc-journal.cn/Jwk_hxxb/article/2025/0567-7351/351055/0567-7351-83-1-60.mag.shtml