组成图示
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传感器类型
量子点生物传感器
检测对象
油酸（oleic acid, OA）；样品基质：25 mM磷酸盐缓冲液（pH 8.0），面向血浆游离脂肪酸检测
检测原理
该传感器基于FRET机制。MPA包覆的CdSe/ZnS量子点作为供体，罗丹明B标记的BSA作为受体，二者通过静电作用自组装形成1:1复合物。油酸与BSA特异性结合后，BSA发生构象变化，使供体与受体之间的距离r减小约0.6–0.8 Å。由于FRET效率E与r的六次方成反比，r减小导致E升高，受体Rhod B发射增强、供体QD发射减弱。通过调节QD尺寸改变发射波长、光谱重叠J、Förster半径R0和量子产率，可使初始E接近50%且r接近R0，从而放大相对响应RI。最终由荧光光谱仪在450 nm激发下读取受体/供体发射强度比，随油酸浓度增加而变化。
检测灵敏度
LOD: 10 nM（原文：sensor allowed the detection of oleic acid reproducibly at 10 nM）；检测范围: 10–1000 nM（原文：concentration range from 10 to 1000 nM）；响应平台: 约1 μM（原文：plateau is reached when oleic acid concentration approaches 1 μM）
效应效果
该传感器表现出油酸特异性：热变性BSA-RhodB复合物在相同条件下对油酸无明显响应，说明BSA天然配体结合位点完整是响应前提。三种QD发射范围中，520–530 nm样品平均响应最大，但量子产率低且重现性差；530–540 nm和540–550 nm响应较小但结果重现性较好。DLS和琼脂糖凝胶电泳显示QD与BSA形成1:1复合物，未检测到游离QD或BSA，复合物比游离QD更稳定。pH 10–11时RI显著变化，pH 9–12范围内可作pH指示。与LC-MS相比，本方法灵敏度低约3个数量级，但无需复杂样品前处理，操作快速、简便，适合血浆游离脂肪酸相关疾病筛查。
传感器的构成
- 反应介质：25 mM磷酸盐缓冲液（pH 8.0），维持BSA天然构象和复合物稳定
- 供体纳米材料：CdSe/ZnS量子点（QDs），3-巯基丙酸（MPA）包覆，作为FRET供体，发射520–550 nm可调
- 识别元件：牛血清白蛋白（BSA），油酸天然配体结合蛋白，结合油酸后发生构象变化
- 受体标记物：罗丹明B异硫氰酸酯（RBITC）标记的BSA（BSA-RhodB），罗丹明B（Rhod B）作为FRET受体，发射约581 nm
- 自组装复合物：MPA-CdSe/ZnS QDs与BSA-RhodB按1:1摩尔比非共价自组装，形成FRET供体-受体对
- 信号读出：Cary Eclipse荧光光谱仪，450 nm激发，监测QD供体与Rhod B受体发射强度比
中文摘要
本文报道了一种用于检测油酸的自组装荧光生物传感器。该传感器由罗丹明B标记的牛血清白蛋白（BSA-RhodB）与3-巯基丙酸（MPA）包覆的CdSe/ZnS量子点（QDs）通过非共价自组装形成，其中量子点作为Förster共振能量转移（FRET）供体，罗丹明B作为受体。油酸是BSA的天然配体，其结合会诱导BSA构象变化，改变供体与受体之间的距离，从而引起FRET效率变化。作者研究了量子点尺寸对FRET效率的影响，发现通过调节QD发射波长、光谱重叠和量子产率可优化传感响应。该传感器在10–1000 nM范围内对油酸敏感，并考察了pH依赖性、聚集稳定性和电泳性质。结果表明，基于量子点独特荧光特性和蛋白-配体选择性相互作用的纳米FRET传感器具有良好应用前景。
英文摘要
A self-assembling sensor for oleic acid has been developed. The sensor consists of a self-assembling fluorescent dye labeled BSA and quantum dots CdSe/ZnS capped with 3-mercaptopropionic acid. The detection limit of the new sensor is 10-1000 nM. The influence of the quantum dot size on the FRET efficiency in the course of the interaction of the sensor system with the analyte has been studied. The pH dependence, aggregation stability. and electrophoretic properties of the sensor have been examined. The data suggest a new approach for the development of nanoscale FRET-based sensors operating effectively due to unique fluorescent properties of quantum dots as well as due to selective protein-ligand interactions.