其他(纳米粒子局域表面等离子体共振光学探针) 2011

PVA and BSA stabilized silver nanoparticles based surface-enhanced plasmon resonance probes for protein detection.

Colloids and surfaces. B, Biointerfaces Ananth AN, Daniel SC, Sironmani TA, Umapathi S
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组成图示

PVA and BSA stabilized silver nanopar... 传感器构成示意图

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传感器类型

其他(纳米粒子局域表面等离子体共振光学探针)

检测对象

牛血清白蛋白(BSA)与抗BSA抗体(anti-BSA)的特异性结合;样品基质:小鼠组织匀浆、血液、PBS缓冲液

检测原理

该探针以银纳米粒子作为光学换能核心,其局域表面等离子体共振(LSPR)吸收峰位于约420 nm。PVA包覆可抑制粒子团聚,BSA吸附在银纳米粒子表面后改变粒子尺寸、聚集状态及周围介电环境,使共振峰红移至443 nm。当anti-BSA抗体与表面BSA特异性结合时,界面介电性质和粒子间距进一步变化,导致共振峰继续红移至447 nm,且吸光度较初始值增强约25%。信号通过UV-vis吸收光谱读出,结合事件越多,峰位移和吸光度变化越大,从而实现蛋白识别。

检测灵敏度

原文未报告LOD、线性范围、灵敏度斜率或相关系数。

效应效果

在小鼠模型中,腹腔注射Ag-PVA或Ag-BSA后4天,小鼠体重、行为及临床体征未见显著异常,提示短期生物相容性较好;原文未报告RSD、回收率及与ELISA等方法的定量对比。组织分布显示,Ag-PVA在肝、肾、肠浓度较高,Ag-BSA在脑、脾、肾较高,且X射线成像强度与组织分布百分比相关。免疫沉淀实验表明兔anti-BSA抗体可特异性富集Ag-BSA,肝中富集程度高于脑。生化指标显示BSA组LPO和过氧化氢酶活性下降,Na+/K+ ATPase活性升高约1.5倍,碱性磷酸酶活性升高约3倍。作者认为该纳米探针可用于蛋白检测,并有助于研究血脑屏障和脑功能。

传感器的构成

  • 纳米换能核心:Ag纳米粒子(AgNP),由NaBH4还原Ag(I)制备,平均直径约20 nm,提供LSPR吸收。
  • 稳定修饰层:PVA(聚乙烯醇),作为对照稳定剂/物理吸附涂层,抑制AgNP团聚。
  • 识别元件:BSA(牛血清白蛋白),吸附于AgNP表面,作为模型蛋白/选择子。
  • 识别抗体:anti-BSA抗体(兔抗BSA抗体),与BSA特异性结合,触发等离子体吸收变化。
  • 信号读出:UV-vis吸收光谱,监测420 nm至443/447 nm峰位移与吸光度增强。

中文摘要

为在溶液中利用纳米粒子实现生物传感,作者以聚乙烯醇(PVA)作为对照稳定剂、牛血清白蛋白(BSA)作为包覆分子修饰银纳米粒子。溶液中的银纳米粒子具有约420 nm的等离子体共振吸收峰;吸附BSA后,共振峰轻微红移至443 nm。随后在小鼠模型中评估这些工程化纳米粒子的生物相互作用,结果显示处理组小鼠的行为和毒性指标未出现显著异常,纳米粒子可在包括脑在内的多种组织中检出。通过监测抗体结合伴随的光吸收变化,可判断识别事件的发生,表明该银纳米粒子探针可用于生物传感,为研究器官功能、血脑屏障及脑内细胞机制提供工具。

英文摘要

To perform biosensing using nanoparticles in solution, silver particles were coated with bovine serum albumin (BSA) and polyvinyl alcohol (PVA) as control stabilizer. The plasmon resonance (420 nm) of the silver nanoparticles in solution was shifted slightly to longer wavelength (443 nm) when they were coated with BSA. The biointeractions of these engineered nanoparticles were studied using a mouse model. No significant changes in behavior or toxicity were observed. The nanoparticles were detected in all tissues including the brain. Antibody recognition was monitored via the change in light absorption which accompanied binding, indicating that the particles can be used as a biosensor to gain more insight into cellular mechanisms governing the function of organs in general, and the blood brain barrier (BBB) and brain in particular.