组成图示
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传感器类型
其他（金纳米棒LSPR光学生物传感器）
检测对象
人肌钙蛋白I（human cardiac troponin I, h-cTnI/cTnI）；实验样品基质为Tris缓冲液，临床目标基质为血清/血液。
检测原理
金纳米棒因各向异性具有横向和纵向局域表面等离子体共振（LSPR）峰，其中纵向峰对纳米棒周围介电环境变化更敏感。合成后先用CTAB稳定，再用PSS静电包覆以屏蔽毒性并引入负电表面，随后将抗人cTnI单克隆抗体偶联到PSS层。加入含h-cTnI样品后，抗体与抗原特异性结合，改变纳米棒表面介电环境，使纵向LSPR峰发生红移且吸光度下降；当h-cTnI浓度较高时，多价结合可驱动纳米棒聚集，进一步引起峰红移和展宽。通过UV-vis-NIR光谱记录纵向峰位置/强度变化，即可无标记、均相地定量h-cTnI。提高长径比至约5.5可增强纵向峰灵敏度。
检测灵敏度
LOD: 10 ng/mL
效应效果
该方法为无标记、均相免疫检测，避免了ELISA中多次洗涤和酶标步骤，适合快速筛查。实验中使用AR≈5.5的金纳米棒，PSS包覆使纵向LSPR峰蓝移28 nm，抗体偶联后红移18 nm；加入1–200 ng/mL h-cTnI后，纵向峰由846 nm连续红移至866 nm，吸光度下降，检测限为10 ng/mL。以山羊IgG作对照用于评估非特异性吸附，作者认为纵向峰变化主要来自抗-h-cTnI与h-cTnI的特异性识别。与20 nm柠檬酸稳定球形金纳米颗粒相比，相同浓度下金纳米棒LSPR变化更明显，灵敏度更高。作者认为其可用于急性心肌损伤/心肌梗死早期检测，并计划利用长径比依赖性开展多标志物检测。
传感器的构成
- 换能器/基底：金纳米棒（Au NRs，AR≈5.5，CTAB辅助种子介导生长，少量HCl调控长径比），提供纵向LSPR光学换能
- 初始表面活性剂层：CTAB双分子层（十六烷基三甲基溴化铵），合成中稳定纳米棒并赋予正电表面
- 聚电解质修饰层：PSS（聚苯乙烯磺酸钠，Mw 70000），静电包覆以屏蔽CTAB毒性并提供负电结合位点
- 识别元件：抗人cTnI单克隆抗体（anti-h-cTnI mAb，50 μg/mL），通过静电与疏水作用偶联于PSS层，特异性结合h-cTnI
- 信号标记物：无外源标记，金纳米棒自身纵向LSPR作为内禀光学信号
中文摘要
本文报道了一种基于金纳米棒的简便、快速液相生物传感方法，用于检测人肌钙蛋白I（h-cTnI），以辅助急性心肌损伤的早期诊断。金纳米棒具有局域表面等离子体共振（LSPR）特性，其纵向共振峰对周围介电环境变化高度敏感。作者将抗人cTnI单克隆抗体偶联到金纳米棒表面，当样品中的h-cTnI与抗体特异性结合时，纳米棒表面介电环境改变，引起纵向LSPR波长发生明显红移，从而通过紫外-可见-近红外吸收光谱实现无标记检测。为提高灵敏度，在种子介导生长溶液中加入少量盐酸，将金纳米棒长径比提高至约5.5。实验结果表明，该方法的检测限为10 ng/mL，且相比常规球形金纳米颗粒具有更高的检测灵敏度。
英文摘要
A facile, rapid, solution-phase method of detecting human cardiac troponin I for sensing myocardial damage has been described using gold nanorods-based biosensors. The sensing is demonstrated by the distinct change of the longitudinal surface plasmon resonance wavelength of the gold nanorods to specific antibody-antigen binding events. For a higher sensitivity, the aspect ratio of gold nanorods is increased up to ca 5.5 by simply adding small amount of HCl in seed-mediated growth solution. Experimental results show that the detecting limit of the present method is 10 ng/mL. Contrast tests reveal that these gold nanorods-based plasmonic biosensors hold much higher sensitivity than that of conventionally spherical gold nanoparticles.