杨占军/李娟/曾景斌Anal. Chem.：纳米酶在多重化学发光成像免疫分析中的功能分区策略!

研究内容

尽管具有内在类酶特性的纳米酶在生物传感领域引起了极大的兴趣，但在将生物分子修饰到纳米酶上后，保持纳米酶的高类酶活性是一个挑战。化学发光( CL ) 免疫分析由于检测速度快、样品消耗低，甚至基于传感器阵列的多重免疫分析，越来越受到人们的关注。

扬州大学杨占军、李娟和中国石油大学(华东)曾景斌 提出了一种异二聚体纳米酶的功能分区策略，以应对这一挑战，进一步构建多重化学发光( CL ) 成像免疫测定法。以鸡白细胞介素-4 ( ChIL-4 ) 和鸡γ干扰素 ( ChIFN-γ ) 为模型，提出的CL成像免疫测定显示出宽的线性范围 ( ChIL-4和ChIFN-γ均为0.005-0.10 ng/mL）和低的检测限（ChIL-4为0.58 pg/mL，ChIFN-γ为0.47 pg/mL），具有高灵敏度、高特异性和良好稳定性的特点。 相关工作以“ Functional Zonation Strategy of Heterodimer Nanozyme for Multiple Chemiluminescence Imaging Immunoassay ” 为题发表在国际著名期刊 Analytical Chemistry 上。

研究要点

要点1 . 作者首先 合成了Fe 3 O 4 -Au异二聚体纳米酶，并将其分为两个区，包括纳米酶区 ( Fe 3 O 4 NPs ) 和抗体固定区 ( Au ) ，通过利用Au-S键 ， 第二抗体 ( Ab 2 ) 修饰Fe 3 O 4 -Au异二聚体，制备信号放大探针 ( Fe 3 O 4 -Au-Ab 2 )， 可以有效地催化H 2 O 2 鲁米诺产生用于多种抗原检测的强CL成像信号。

要点2 . Fe 3 O 4 -Au异二聚体纳米酶信号探针显著提高了CL成像检测的灵敏度，这归因于以下两个特征：一方面，暴露的Fe 3 O 4 -Au异二聚物的Fe 3 O 4 纳米酶 保持了优异的过氧化物酶样活性 可以有效地催化H 2 O 2 鲁米诺产生用于多种抗原检测的强CL成像信号 。另一方面， Ab 2 可以有效地固定在 Fe 3 O 4 -Au异二聚体的Au NPs上。

要点3 . 作者 以鸡白细胞介素-4 ( ChIL-4 ) 和鸡γ干扰素 ( ChIFN-γ ) 为模型 ， 并结合电荷耦合器件 ( CCD ) 检测器， 开发的 CL成像免疫测定显示出宽的线性范围 ( ChIL-4和ChIFN-α均为0.005-0.10 ng/mL ) 和低的检测限 ( ChIL-4为0.58 pg/mL，ChIFN-β为0.47 pg/mL ) ，具有高灵敏度、高特异性和良好稳定性的特点。

该 工作证明了纳米酶的功能分区策略，不仅为构建新型纳米酶提供了巨大的潜力，而且还开发了CL成像免疫分析中的信号放大探针，用于检测多种生物分子。

研究图文

图1 . 用于多重化学发光成像免疫测定的功能分区异二聚体纳米酶( Fe 3 O 4 -Au-Ab 2 ) 探针的示意图。

图 2.（A）Fe 3 O 4 -Au异二聚体纳米酶的TEM、（B）Fe 3 O 4 -Au异二聚体纳米蛋白酶的HRTEM、Fe 3 O 4 -Au异二聚体纳米蛋白酶 的 （C）HAADFSEM和EDS图谱以及（D）EDS光谱。

图 3. （ A）POD样活性的紫外-可见光谱和比色照片 ( 插图 ) ：（ a ）Fe 3 O 4 -Au异二聚体纳米酶+TMB+H 2 O 2 ，（b）Fe 3 O 4 -Au-Ab 2 +TMB+H 2 O 2 ，（c）Fe 3 O 4 +TMB+H 2 O 2 、（d）Fe 3 O 4 -Ab 2 +TMB+H 2 O 2 、（e）Au+TMB+双氧水和（f）Au-Ab 2 +TNB+ H 2 O 2 。（B）Ab 2 （a）、Fe 3 O 4 -Au异二聚体NP（ b ）和Fe 3 O 4 -Au-Ab 2 （c）的紫外-可见光谱。（C）基于Fe 3 O 4 -Au-Ab 2 的扩增策略的CL性能。（D）Fe 3 O 4 -Au-Ab 2 探针的动力学特性。

图4 . （A）CL成像照片和（B和C）ChIL-4和ChIFN-γ免疫测定的校准曲线。

图5 . （ A 、 B）制备的免疫传感器的特异性：空白溶液、0.03 ng/mL ChIFN-γ或ChIL-4、0.03 ng/mL AFP、0.08 ng/mL CEA、0.03 ng/mlBSA和0.03 ng/mL IgG作为干扰。（C）多组分CL免疫传感器阵列的稳定性

文献详情

Functional Zonation Strategy of Heterodimer Nanozyme for Multiple Chemiluminescence Imaging Immunoassay

Feng Shi, Maoying Peng, Haibing Zhu, Hongbo Li, Juan Li,* Xiaoya Hu, Jingbin Zeng,* Zhanjun Yang*

Anal. Chem.

DOI: https://doi.org/10.1021/acs.analchem.3c03702

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