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
蛋白酶（protease，bovine pancreas Type I）；样品基质：磷酸盐缓冲液（pH 7.4）中的蛋白酶溶液
检测原理
该传感方法基于肽介导的量子点 FRET 开关。负电荷硅基底上先沉积 PLKC100 正电荷多肽层，再静电吸附发射 560 nm 的供体 CdTe QDots；随后交替沉积 PLKC100/PLE25 多肽互层，并在顶部 PLKC 层上固定发射 640 nm 的受体 CdTe QDots。供体受激后通过非辐射 Förster 共振能量转移（FRET）向邻近受体供能，使受体发射增强且衰减寿命延长。当目标蛋白酶存在时，蛋白酶切割多肽互层，破坏肽介导的有序组装，使供体与受体 QDots 间距增大或部分供体脱离，FRET 效率下降，受体 PL 衰减加快、寿命缩短。通过 TRPL 测量 640 nm 受体寿命变化即可反映蛋白酶活性或存在。该方法未使用 HCR、RCA 等核酸放大，信号变化来自酶切导致的 FRET 开关；寿命读出对光强波动不敏感，比强度法更稳健。
检测灵敏度
未报告 LOD、线性范围、灵敏度斜率或相关系数。
效应效果
论文未报告选择性、抗干扰、RSD、实际样品加标回收率或与 ELISA/HPLC/qPCR 的对比。主要性能表现为：PLKC100-PLE25 组合形成最均匀连续膜，表面覆盖率 80%，明显优于 PLKC100-PLE100（24%）、PLKC25-PLE25（40%）和 PLKC25-PLE100（42%）。供体-受体 QDot 间 FRET 效率约 40%，受体寿命最长 1.27 ns。蛋白酶消化后，3、7、9 单分子层互层的受体寿命分别从 1.96、1.96、1.84 ns 降至 1.16、0.80、1.30 ns，拟合 χ2 约 1.1–1.2。作者认为寿命读出比强度法更稳健，可拓展为蛋白酶传感器阵列和生物控制光电器件。
传感器的构成
- 基底：负电荷二氧化硅（silica）基底，经预处理提高负表面电荷密度，用于承载逐层（LbL）组装。
- 第一多肽层：聚-L-赖氨酸（PLKC100）正电荷多肽层，通过静电作用吸附于硅表面并固定供体量子点。
- 供体量子点层：发射 560 nm 的 CdTe 量子点（donor QDots），外表面因巯基乙酸带负电荷，静电结合于 PLKC 层，作为 FRET 供体。
- 可切割多肽互层：交替 PLKC100/PLE25 多肽层（3–9 单分子层），调控供体-受体间距并作为蛋白酶可切割的响应层。
- 受体量子点层：发射 640 nm 的 CdTe 量子点（acceptor QDots），沉积于顶部 PLKC 层，作为 FRET 受体和寿命信号源。
- 响应酶：蛋白酶（protease，bovine pancreas Type I），切割多肽层导致量子点分离并改变 FRET。
- 读出系统：稳态/时间分辨光致发光（PL/TRPL）光谱仪，监测 640 nm 受体发射强度与衰减寿命。
中文摘要
本文提出并实现了一种自下而上构建胶体半导体量子点（QDot）纳米复合材料的策略，利用聚电解质多肽促进非辐射 Förster 共振能量转移（FRET）。通过改变多肽链长，系统考察了多肽间静电相互作用的热力学、结构和形貌特征。采用逐层（LbL）组装，在负电荷硅基底上交替沉积聚-L-赖氨酸（PLKC）和聚-L-谷氨酸（PLE），并在多肽层间嵌入发射 560 nm 的供体 CdTe QDots 与发射 640 nm 的受体 CdTe QDots。等温滴定量热、圆二色、原子力显微镜和带耗散监测的石英晶体微天平结果表明，PLKC100-PLE25 组合形成最均匀连续膜，供体-受体间 FRET 效率约 40%，受体寿命最长 1.27 ns。蛋白酶消化多肽层后，QDot 组装被切割，受体光致发光衰减寿命缩短，证明可通过蛋白酶活性调控 FRET 和 PL 寿命，为生物传感器应用开辟新可能。
英文摘要
A bottom-up approach for constructing colloidal semiconductor quantum dot (QDot) nanocomposites that facilitate nonradiative Förster-type resonance energy transfer (FRET) using polyelectrolyte peptides was proposed and realized. The electrostatic interaction of these polypeptides with altering chain lengths was probed for thermodynamic, structural, and morphological aspects. The resulting nanocomposite film was successfully cut with the protease by digesting the biomimetic peptide layer upon which the QDot assembly was constructed. The ability to control photoluminescence decay lifetime was demonstrated by proteolytic enzyme activity, opening up new possibilities for biosensor applications.