用于生物传感的高效纳米管NIR-II探针

材料化学

光谱用于分析新开发的基于碳纳米管传感器的生物传感器的工作效果。由于该波段成像的生物医学和临床应用的不断发展，NIR-II/SWIR 波段荧光纳米探针的开发正在快速增长。在 1000 nm 至 1700 nm 之间的 NIR-II 波段中，组织中的散射和吸收较低，允许辐射进入不透明组织的穿透深度更大，同时保持高分辨率。单壁碳纳米管是生物医学传感中常见的光学探针之一，因为它们具有高稳定性和功能化其表面以提高检测特定分子目标的灵敏度的能力。

在可用于表面功能化的多种分子中，蛋白质是具有最高分子靶向能力的分子之一。然而，正如瑞士洛桑联邦理工学院的 Vitalijs Zubkovs 和 Ardemis Boghossian 周围的研究人员指出的那样，开发纳米传感器需要将蛋白质以受控定向方式结合到“纳米管表面，同时保留其生物活性”，同时保留纳米管的荧光。基于蛋白质的功能化的成功策略使用将纳米管包裹在 DNA 或连接分子中的方法，然后以保留蛋白质折叠和分子靶向特性的方式与蛋白质共价结合。

在《化学材料》杂志上的一篇文章中，他们讨论了一种使用连接分子将黄色荧光蛋白结合到纳米管表面的新方法，并发现他们的方法不仅比更成熟的使用 DNA 的方法更具成本效益，而且还提高了纳米管的稳定性。蛋白质。

研究人员使用多种光学和光谱方法来分析功能化纳米传感器的光学和荧光特性，例如吸收光谱和圆二色光谱。由于纳米管探针是为NIR-II 荧光光谱中的应用而开发的，因此用于探测该波长范围内的发射。

NIR-II 荧光光谱装置使用聚焦 660 nm 激光来激发孔板中的颗粒。使用带有NIRvana InGaAs 相机的IsoPlane SCT-320 摄谱仪检测信号。研究人员利用纳米管发射对环境的敏感性来分析其他分子和蛋白质的结合特性。例如，监测溶解在水中的分子的发射线的位置可以得出有关纳米管表面上吸附分子的表面覆盖的结论，因为谱线会由于水分子进入纳米管表面的途径的改变而发生变化。

总之，来自洛桑的团队写道，他们的“连接策略因此引入了一种替代方法，结合了非特异性吸附和基于位点特异性 ssDNA 的缀合策略的优点”。

审核编辑：汤梓红