组成图示
点击图片查看大图 · 依据论文自动绘制
传感器类型
其他（蛋白分子印迹纳米粒子识别材料）
检测对象
溶菌酶（Lysozyme, Lys），磷酸盐缓冲液（PBS, pH 7.0）蛋白溶液；选择性测试含细胞色素c（Cyt c）、核糖核酸酶A（RNase A）、血红蛋白（Hb）、牛血清白蛋白（BSA）
检测原理
本文未构建完整换能器，而是以批量再结合和紫外吸收作为读出。Lys-MIP粒子表面由AAm、MAA、DMAEMA和MBA在Lys模板诱导下形成互补空腔，空腔内酰胺、羧基和胺/季铵基团可与Lys发生氢键、静电和疏水作用。当Lys加入pH 7.0磷酸盐缓冲液时，模板蛋白优先进入表面印迹位点并结合，使上清中Lys浓度降低；离心后以UV/Vis在280 nm测定上清吸光度，结合量Q=(Ci-Cf)V/m随Lys初始浓度增加而升高并趋于饱和。由于壳层极薄，传质阻力小，5 min内达到最大吸附。NIP缺乏模板诱导的互补结构，结合主要依赖非特异作用，因此MIP对Lys具有更高亲和力和选择性。该方法未使用酶催化、HCR、RCA或CRISPR等信号放大策略。
检测灵敏度
未报告LOD、线性范围或灵敏度斜率；Langmuir拟合回归系数: >0.98；MIP qm: 11.3 ± 0.4 mg/g；MIP Kd: 0.049 ± 0.012 mg/mL；NIP qm: 9.2 ± 0.3 mg/g；NIP Kd: 0.096 ± 0.015 mg/mL
效应效果
MIP粒子5 min内达到最大吸附，快于许多蛋白印迹纳米粒子常需1 h以上。Langmuir拟合：MIP qm 11.3±0.4 mg/g、Kd 0.049±0.012 mg/mL；NIP qm 9.2±0.3 mg/g、Kd 0.096±0.015 mg/mL，MIP对Lys亲和力更高。选择性：MIP对Lys的IF为1.51，特异再结合量3.58 mg/g；对RNase A的IF为0.82；对Cyt c的IF为1.60但特异再结合量仅2.56 mg/g；BSA结合量低到无法检出。Lys与Cyt c竞争实验中MIP仍显著优先结合Lys。与相同单体体系的颗粒状Lys印迹水凝胶相比，若按聚合物壳层质量（约3.5 wt%）计算，本文纳米粒子特异再结合能力超过水凝胶2倍。作者认为该超薄表面印迹粒子适合作为传感器识别元件，可组装到石英晶体微天平（QCM）等换能器。
传感器的构成
- 支撑核：Stöber法二氧化硅纳米粒子（SiO2 NPs，平均约250 nm），提供尺寸、分散性和核壳结构核心。
- 表面锚定层：3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷（MPS）修饰的乙烯基硅烷层，提供接枝聚合锚定点。
- 功能单体/交联层：丙烯酰胺（AAm）、甲基丙烯酸（MAA）、2-(二甲氨基)甲基丙烯酸酯（DMAEMA）与N,N'-亚甲基双丙烯酰胺（MBA），在模板存在下共聚形成印迹聚合物壳层。
- 识别元件：溶菌酶（Lys）模板诱导形成的表面印迹聚合物（Lys-MIP）空腔，提供特异性蛋白识别位点。
- 模板去除介质：0.5 M NaCl溶液，用于洗脱嵌入的Lys模板并保留印迹空腔。
- 引发体系：过硫酸铵（APS）与N,N,N',N'-四甲基乙二胺（TEMED），引发自由基接枝共聚。
- 检测介质：0.02 mol/L磷酸盐缓冲液（pH 7.0），用于再结合实验和280 nm紫外定量。
中文摘要
表面印迹与采用纳米尺寸形态是克服分子印迹聚合物中模板转移困难的两条有效途径，尤其有利于蛋白质等大分子结构的印迹。基于这两种策略的表面蛋白印迹纳米粒子对生物传感器开发具有吸引力。本文展示了一种在纳米粒子支撑体上印迹蛋白的简便方法：以溶菌酶为模型蛋白，在水相分散的乙烯基修饰二氧化硅纳米粒子表面，通过自由基诱导低浓度单体接枝共聚实现蛋白印迹。总单体浓度仅为0.4 wt%，低于常规用量的十分之一，从而避免了聚合后分散液可能发生的凝胶化，使未团聚的印迹粒子可被离心收集。结果表明，在支撑粒子表面形成了含有印迹位点的薄聚合物壳层。批量再结合测试中，印迹粒子在5 min内达到饱和吸附，并对模板蛋白表现出显著的特异性识别。该方法可通过合理设计支撑粒子表面化学，并根据目标蛋白性质选择功能单体，成为制备表面蛋白印迹纳米粒子的通用途径。
英文摘要
Surface imprinting and adopting a nano-sized physical form are two effective approaches to overcome the template transfer difficulty within molecularly imprinted polymers and in particular advantageous to the imprinting of macromolecular structures like proteins. The surface protein-imprinted nanoparticles based on these two strategies are attractive for biosensor development. We here demonstrate a facile way for imprinting protein over nanoparticle supports. It was achieved simply via radical induced graft copolymerization of low concentration monomers on the surface of vinyl modified silica nanoparticles dispersed in aqueous media with lysozyme as a model protein. With a total monomer concentration of 0.4 wt%, less than tenth that employed conventionally, the possible gelation of the dispersion after polymerization was avoided and hence the unagglomerated imprinted particles could be readily collected. It was proved that thin polymer shells with imprinted sites had been formed over the support particles. In batch rebinding tests, the imprinted particles reached saturated adsorption within 5 min and exhibited significant specific recognition toward the template protein. The presented approach may be a versatile way for the fabrication of surface protein-imprinted nanoparticles via rational design of the surface chemistry of the support particles and choice of functional monomers according to the properties of the print protein.