基于纵向表面等离子体共振（LSPR）的光学信号在生物传感和检测方面具有独特的优势，这归因于其超高的灵敏度和信噪比。但是，现今缺乏有效地调控金纳米棒形态的策略，使得精确调控其LSPR特性变得复杂。针对这一难题，东北大学的于永亮教授（点击查看介绍）和王建华教授（点击查看介绍）提出了基于“肽编码”的金纳米棒形态演变精确调控其LSPR特性用于可视化检测酶活性。

当溶液中存在含有巯基的多肽时（如：谷胱甘肽），其更容易与金纳米棒的<111>面（两端）而不是<100>和<110>面（两边）结合，并且金纳米棒两端的CTAB密度更小，有更多的活性位点。当巯基多肽结合到金纳米棒的两端后，以金纳米棒为种子进行再生长，从而调控其形态及光学信号。通过增加谷胱甘肽的浓度，LSPR峰可从685 nm红移至877 nm，对应溶液颜色也从粉红色变为紫色甚至蓝色。因而，可通过调节巯基多肽的浓度，改变金纳米棒的形态（长径比），实现精确调控其LSPR特性。同时，其他参数，如pH值、温度和Ag⁺浓度也可以用来调节“肽编码”的金纳米棒的形态。更为重要的是，多肽上可设计特定的酶活性位点，从而实现基于LSPR峰的红移用于超灵敏、可视化检测与癌症相关的蛋白酶活性（如：胰蛋白酶），并且在无需任何标记过程或仪器辅助下即可进行检测。该方法检出限为60 fM，远低于传统的基于吸光度的分析方法（1 nM）和酶联免疫吸附测定方法（ELISA）（1 pM），表明这种基于“肽编码”的传感器在超灵敏检测生物标志物和临床诊断中具有巨大潜力。

这一成果近期发表在Analytical Chemistry 上，文章的第一作者是东北大学的博士研究生何梦崎。

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Precisely Tuning LSPR Property via “Peptide-Encoded” Morphological Evolution of Gold Nanorods for Quantitative Visualization of Enzyme Activity

Anal. Chem., 2020, 92, 1395,DOI: 10.1021/acs.analchem.9b04573

导师介绍

于永亮

https://www.x-mol.com/university/faculty/19249

王建华

https://www.x-mol.com/university/faculty/67710