组成图示
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传感器类型
综述或非传感器论文
检测对象
综述涉及多种：凝血酶（thrombin，生物样品/血清）、胆碱（choline，人体样品）、尿酸（UA，血清/尿液）、胆固醇（cholesterol，血清）、蛋白酶（proteinase，生物样品）、DNA/蛋白质/小分子/离子（通用样品）、细菌/病毒/毒素（食品/临床样品）、铀/汞离子（环境水样）
检测原理
功能化金纳米颗粒（GNP）传感通常以抗体、适配体、酶或 DNA 探针作为识别元件。目标物与识别元件结合后，引起 GNP 聚集、分散、电子转移或界面结构变化，从而改变表面等离子共振（SPR）、电化学阻抗、荧光猝灭或拉曼散射信号。例如 SERS 凝血酶检测中，抗凝血酶捕获凝血酶，双功能重氮分子与 GNP 偶联，目标物结合形成重氮键振动，GNP 提供 SERS 增强，拉曼峰强度随凝血酶浓度变化。酶催化、多价识别、纳米颗粒聚集和 SERS 等策略可放大信号，提高灵敏度。
检测灵敏度
LOD: 50 nM（尿酸，安培法）；LOD: ~0.01 ng/mL（SEB，化学发光）；检测限提升: 42 倍（A10B scFv 蛋白 A 检测，相对 A10B Fab）
效应效果
综述指出 GNP 传感器具有快速、灵敏、简便和可现场检测等优点。尿酸安培法可在血清和尿液中检测，LOD 达 50 nM；金-铂合金纳米传感器用于胆固醇检测，具有高选择性、快速响应、良好重现性；scFv 比色免疫传感器灵敏度可等于或优于传统荧光传感器，A10B scFv 检测蛋白 A 的检出限较 Fab 提升 42 倍；SEB 化学发光法 LOD 约 0.01 ng/mL；DNAzyme-GNP 可检测低于美国环保署限值的铀。作者认为 GNP 适用于疾病诊断、食品安全和环境监测。
传感器的构成
- 基底/换能器：固定抗凝血酶（antithrombin）的基底，用于捕获凝血酶
- 纳米材料修饰层：金纳米颗粒（GNP），提供表面增强拉曼（SERS）增强基底
- 识别元件：抗凝血酶（antithrombin），特异性识别凝血酶（thrombin）
- 信号标记物：双功能分子/重氮基团（diazonium），连接 GNP 与蛋白并产生拉曼标记
- 读出方式：表面增强拉曼光谱（SERS），检测重氮键振动峰
中文摘要
金属纳米颗粒因小尺寸、高比表面积和良好热稳定性而被广泛用于多种生物医学应用。金纳米颗粒（GNP）由于易于合成和功能化、毒性较低且便于检测，成为理想选择。本综述聚焦于 GNP 的各种功能化方法及其在生物医学研究中的应用。功能化有助于将这些纳米颗粒靶向递送至不同细胞类型，并用于生物成像、基因递送、药物递送以及其他治疗与诊断应用。该综述汇集了该领域近期进展，系统总结了金纳米颗粒功能化策略及其在医学和生物学中的潜在应用，为 GNP 在诊疗与递送系统中的进一步开发提供参考。
英文摘要
Metal nanoparticles are being extensively used in various biomedical applications due to their small size to volume ratio and extensive thermal stability. Gold nanoparticles (GNPs) are an obvious choice due to their amenability of synthesis and functionalization, less toxicity and ease of detection. The present review focuses on various methods of functionalization of GNPs and their applications in biomedical research. Functionalization facilitates targeted delivery of these nanoparticles to various cell types, bioimaging, gene delivery, drug delivery and other therapeutic and diagnostic applications. This review is an amalgamation of recent advances in the field of functionalization of gold nanoparticles and their potential applications in the field of medicine and biology.