用于生物传感的更高效的NIR-II纳米管探针的研究

随着生物医学和临床成像技术的飞速发展，在NIR-II/SWIR波段的荧光纳米探针发展迅速。NIR-II波段(1000nm-1700nm)在组织中的散射和吸收较低，允许辐射更深入地穿透不透明组织，且可以保持高分辨率。

单壁碳纳米管是生物医学传感中常用的光学探针之一，其稳定性高，表面功能化的能力强，可提高检测特定分子靶点的灵敏度。

在可用于表面功能化的众多分子中，蛋白质具有最高的分子靶向能力。然而，瑞士EPFL的Vitalijs Zubkovs和Ardemis Boghossian等研究人员指出，在维持纳米管荧光的同时，新开发的纳米传感器需要将蛋白质“以可控的定向方式结合到纳米管表面，同时保持其生物活性”。蛋白质功能化是通过用DNA或连接分子包裹纳米管，然后以共价键与蛋白质结合，以保持蛋白质的折叠和分子靶向特性。

在《Chemical Materials》期刊中，他们发表了一种使用连接分子将黄色荧光蛋白与纳米管表面结合的新方法，他们的方法不仅比现有使用DNA的方法更经济，还增加了蛋白质的稳定性。

研究人员通过大量光学和光谱学方法来分析功能化纳米传感器的光学和荧光性质，例如吸收光谱法和圆二色性光谱法。随着纳米管探针的发展，NIR-II荧光光谱法被用来探测这个波段内的发射光谱。

在他们的NIR-II荧光光谱测试装置中使用660nm激光激发阱板中的粒子，通过Isoplane SCT-320光谱仪和NIRvana 640 ST InGaAs相机采集NIR-II荧光光谱。研究人员利用纳米管发射光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，通过监测溶解在水中的分子发射线的位置，可以得出关于纳米管表面吸附分子表面的覆盖情况，因为随着水分子进入纳米管表面途径的改变，光谱线会发生位移。

审核编辑：汤梓红