近期，中科院合肥研究院智能所離子束生物工程與綠色農業研究中心黃青研究員課題組在利用適配體（aptamer）進行SERS檢測的技術及應用方面取得進展，研究結果發表在傳感器研究領域的重要期刊Sensors and Actuators B: Chemical上。
該研究中，課題組研究人員構建了一種基于表面增強拉曼光譜（SERS）的新型生物傳感器，可用于檢測血清中炎癥性白細胞介素-6（IL-6）蛋白。他們制備了高靈敏度和高特異性的適配體功能化的金納米粒子陣列，根據所獲得的拉曼信號變化，可在10-12-10-7M動態范圍內定量測定小鼠血清中IL-6蛋白，最低檢測限可達0.8pM。此外，他們用此SERS傳感器，還特別研究了生物的輻射損傷效應，通過對受感染小鼠血清中IL-6的檢測分析，說明以此可以評估或判斷其接收伽馬輻照后早期損傷情況。值得指出的是，IL-6是一種普遍存在的炎癥因子，所以這種傳感器有較廣的用途。他們的研究結果也表明，用此生物傳感器對生物體內的IL-6進行快速和定量分析，可以在輻射損傷、藥物作用和細菌感染檢測等方面得到應用。
圖1 X射線照射小鼠血清IL-6的SERS檢測示意圖
之前，黃青課題組在基于適配體的SERS檢測技術和方法方面也做了一系列研究工作。例如，他們利用適配體功能化的銀納米棒陣列和金殼納米顆粒，制備成高靈敏和高特異性的SERS基底，可以對藥物和環境污染物進行特異性痕量分析。例如，他們對用適配體-SERS方法檢測柯喃因（一種腫瘤藥物，Anal. Methods, 2013, 5, 3927, DOI: 10.1039/c3ay40099a），對環境中的多氯聯苯（Analyst, 2014, 139, 3083, DOI: 10.1039/c4an00197d; ACS Appl. Mater. Interfaces 2016, 8, 5723?5728, DOI: 10.1021/acsami.5b12866）和汞離子（Sensors and Actuators B 258 (2018) 365–372, DOI: 10.1016/j.snb.2017.11.110）進行快速痕量檢測等。
圖2 黃青課題組之前利用適配體與SERS技術相結合進行痕量檢測的相關研究工作
最近，他們還對基于適配體-SERS技術的生物傳感器研究工作進行了較為廣泛的調研，總結了利用適配體和SERS相結合的通用和有效的方法，并寫成綜述發表在Talanta上。
一般來說，根據利用適配體所測得SERS信號的來源，大致可以分為兩種方法，即基于核酸適體構象變化的無標記方法和利用外加拉曼報告分子的標記方法，后者SERS生物傳感器類型有包括開/關方法、三明治方法和利用催化反應的方法。該文以不少實例說明了其構建傳感器策略和相關分析應用,同時說明了核酸適配體表面增強拉曼光譜技術的優點、缺點和應用前景，這將有助于研究人員進一步開發基于核酸適配-SERS技術的生物傳感器，使其得到更廣泛的開發和利用。
圖3 構建適配體-SERS生物傳感器的主要有效策略和方法
以上研究工作得到國家自然科學基金和中國政府資助外國留學生基金的支持。
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