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
未报道（无传感检测）；潜在识别对象：抗原/蛋白（基质未说明）
检测原理
本文未建立传感检测原理，仅报道 MWCNT 与蛋白的共价偶联方法。其化学过程为：原始 MWCNT 经浓硫酸/硝酸或硝酸氧化，在侧壁缺陷位点引入羧基，形成 MWCNT-COOH；随后在 PBS 中用 EDC 和 NHS 活化羧基，与小鼠单克隆 IgG 表面氨基发生酰胺化反应，形成共价酰胺键，将抗体固定在纳米管表面。XPS 中羧酸 C1s 峰（288.8 eV）在偶联后消失，酰胺 C1s 峰和 N1s 峰（399.7 eV）出现；ATR-FTIR 在 1569 cm-1 处出现酰胺键吸收；AFM 显示蛋白颗粒附着于 MWCNT 侧壁。由于未设置换能器、信号标记或定量读出，不能描述被测物浓度与信号响应关系。
检测灵敏度
未报道。
效应效果
本文未进行传感性能评价，未报告选择性、抗干扰、稳定性、重现性、RSD、实际样品加标回收率，也未与 ELISA、HPLC 或 qPCR 等方法对比。主要结果为化学偶联成功：XPS 显示 MWCNT-COOH 的羧酸 C1s 峰（288.8 eV）在蛋白偶联后消失，酰胺相关 C1s 峰增强，N1s 峰位于 399.7 eV；ATR-FTIR 在 1569 cm-1 处出现酰胺键吸收；AFM 显示蛋白主要结合在 MWCNT 侧壁缺陷位点。作者认为该温和两步法可用于多种蛋白和胺类功能化，并可通过抗体-抗原识别组装多维可寻址异质结构，为 CNT 生物医学和纳米器件应用提供基础。
传感器的构成
- 基底/换能器电极：未报道（无电极或换能器）
- 纳米材料：多壁碳纳米管 MWCNT，经 H2SO4/HNO3 或 HNO3 氧化形成 MWCNT-COOH，作为共价连接载体
- 交联/偶联试剂：EDC 和 NHS，活化 MWCNT-COOH 羧基并促进与蛋白氨基酰胺化
- 识别元件：小鼠单克隆 IgG，通过酰胺键共价结合于 MWCNT 表面，提供生物识别功能
- 表征基底：云母 mica、TEM 铜网、ZnSe ATR 晶体，用于 AFM、TEM 和 FTIR 表征
中文摘要
将蛋白质与碳纳米管（CNTs）连接对于碳纳米管在医药、生物、生物传感器以及化学调制纳米电子器件中的应用具有重要意义。本文提供了共价碳纳米管-蛋白加合物的合成与表征详细方案。多壁碳纳米管（MWCNTs）先经浓硫酸/硝酸或硝酸氧化羧酸化，再与目标蛋白进行酰胺化反应，从而实现蛋白功能化。该两步化学方法条件温和，可将有机官能团通过共价键固定，并可用于多种蛋白和胺类分子。衰减全反射傅里叶变换红外光谱（ATR-FTIR）和 X 射线光电子能谱（XPS）验证了 MWCNT 与蛋白之间存在共价连接；XPS 中羧酸 C1s 峰减弱或消失，酰胺 C1s 峰和 N1s 峰出现，FTIR 在 1569 cm-1 处出现酰胺键吸收。原子力显微镜（AFM）进一步可视化了 MWCNT 表面的蛋白颗粒，显示蛋白主要结合在侧壁缺陷位点。蛋白偶联纳米复合材料还可通过抗体-抗原等高度特异性生物分子识别系统组装成多维可寻址异质结构。
英文摘要
Linkage of proteins to carbon nanotubes (CNTs) is fundamentally important for applications of CNTs in medicinal and biological fields, as well as in biosensor or chemically modulated nanoelectronic devices. In this contribution, we provide a detailed protocol for the synthesis and characterization of covalent CNT-protein adducts. Functionalization of multiwalled carbon nanotubes (MWCNTs) with proteins has been achieved by the initial carboxylation of MWCNTs followed by amidation with the desired proteins. Attenuated total reflection Fourier transform infrared (ATR-FTIR) and X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) measurements validated the presence of a covalent linkage between MWCNTs and proteins. The visualization of proteins on the surface of MWCNTs was furthermore achieved using atomic force microscopy (AFM). The protein-conjugated nanocomposites can also be assembled into multidimensional addressable heterostructures through highly specific biomolecular recognition system (e.g., antibody-antigen).