近日，食品科学与工程学院食品安全与质量控制团队在《sensors and actuators: b. chemical》发表了题为“sers aptasensor utilizing aptamer-conformation-mediated regulation of au dumbbell dimers for the ultrasensitive detection of β-phenethylamine in foods”的研究论文，博士研究生陈晨为第一作者，徐志祥教授为本文通讯作者，山东农业大学为论文第一完成单位。
表面增强拉曼光谱（sers）是检测食品中目标分析物的有力工具，然而抗干扰性和稳定性一直制约着sers技术在实际检测中的应用。构建可控聚集、高度有序的sers“热点”系统的可以显著提高sers性能，包括信号强度和再现性。因此，二聚体、四面体和多面体结构在内的各种nps组件已被探索并应用于制备sers检测探针。在自组装nps组件的开发中，适配体是合成成本低、稳定性高、易于化学修饰的寡核苷酸，其独特之处在于二级和三级结构对特定物质具有优异的亲和力和特异性。因此，基于适体与目标分析物结合后三维构型变化来构建可开启“热点”的sers生物传感器的研究备受关注。同时，研究表明大多数生物分子在1800-2800 cm-1范围内的没有拉曼响应。因此，有效构造在“生物静默区”的可控自组装nps组件是提高sers检测技术抗干扰性和稳定性的关键。
基于以上思路，研究团队设计了基于调节au二聚体中au nps之间等离子体纳米间隙的适配体构象介导的sers传感器。两种特殊设计的含有β-苯乙胺适配体的dna链被修饰在au nps上。β-苯乙胺的存在使得适配体折叠改变了金二聚体的三维几何形状，缩短了金nps之间的纳米间隙，从而产生了sers“热点”，“打开”了信号开关。“生物静默区”拉曼报告分子4-mbn也被修饰在au nps表面，由于“热点”的产生，4-mbn在2225 cm-1处的信号大大增强。、分子对接模拟等验证了该策略。构建的sers适配体传感器对食品中β-苯乙胺的检测具有出色的灵敏度、稳定性和抗干扰性，检出限低至3.8×10-7mg l-1。本研究为适配体构象介导的sers传感器研究领域的应用提供了理论依据。
图1. 适配体构象介导金二聚体自组装用于β-苯乙胺的sers检测示意图
该工作得到了国家自然科学基金和山东省科技型中小企业创新能力提升工程项目的大力支持。
原文链接: https://doi.org/10.1016/j.snb.2024.135293
编 辑：万 千
审 核：贾 波
