组成图示
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传感器类型
荧光生物传感器
检测对象
整合素αvβ3（integrin αvβ3）；样品基质：缓冲液（RGD结合缓冲液，pH 7.4）中的纯化整合素蛋白、乳腺癌细胞培养液/细胞膜（MDA-MB-435、MCF-7）
检测原理
RGD-吡烯共轭物中pyrene通过π-π相互作用和疏水作用非共价吸附到GO表面，GO的sp2芳香域通过FRET/偶极-偶极耦合猝灭pyrene荧光，使体系处于关闭状态。当整合素αvβ3存在时，其高亲和力结合c(RGDyK)配体，竞争性使RGD-吡烯从GO表面解离，pyrene脱离GO猝灭环境，荧光恢复。恢复强度随整合素浓度增加而增强，10 min达到平台。该过程无需酶或核酸放大，依靠受体-配体竞争结合实现荧光on信号，可用于缓冲液和细胞表面实时检测。
检测灵敏度
未报告LOD、线性范围、灵敏度斜率或检测相关系数。
效应效果
该传感器表现出良好选择性与快速响应。对非特异生物分子几乎无荧光恢复，而整合素αvβ3可使RGD-吡烯-GO复合物荧光恢复达52.3%。动力学上，RGD-吡烯与GO在室温下1 min内达到猝灭平衡，加入整合素后10 min荧光恢复达到平台。细胞实验中，过表达整合素的MDA-MB-435乳腺癌细胞孵育2 h后出现明显膜定位荧光恢复，低表达MCF-7信号可忽略；游离c(RGDyK)可有效阻断恢复，证明特异性。无GO的RGD-吡烯会内化至胞质，而GO探针主要结合细胞膜，流式细胞术证实。作者认为其简单、稳健、灵敏，可用于实时原位癌细胞表面标志物检测及配体筛选。
传感器的构成
- 纳米材料换能层：氧化石墨烯（GO），作为荧光猝灭基底，通过π-π相互作用吸附RGD-吡烯并猝灭吡烯荧光
- 识别元件：环状RGD肽c(RGDyK)，特异性识别并结合整合素αvβ3
- 信号标记物：吡烯（pyrene），荧光报告基团，初始被GO猝灭，结合后荧光恢复
- 识别-信号共轭层：RGD-吡烯共轭物（RGD–pyrene conjugate），将c(RGDyK)与pyrene连接并非共价吸附于GO
- 检测对象/触发层：整合素αvβ3（integrin αvβ3）或过表达该受体的癌细胞膜，竞争性结合RGD使探针从GO解离
- 信号读出层：荧光光谱/流式细胞术/细胞成像，读取pyrene荧光恢复强度
中文摘要
本文制备了一种纳米尺度RGD-吡烯-氧化石墨烯（GO）生物传感器，用于实时原位检测癌细胞表面标志物整合素αvβ3。该传感器利用GO对吡烯荧光的猝灭作用：RGD-吡烯共轭物通过π-π相互作用和疏水作用非共价吸附于GO表面，使吡烯荧光处于关闭状态；当整合素αvβ3竞争性结合RGD配体时，RGD-吡烯从GO表面解离，吡烯荧光恢复，且恢复强度随整合素浓度增加而增强。该体系简单、稳健、灵敏且选择性高，可在缓冲液中检测纯化整合素蛋白，并用于活性和固定乳腺癌细胞表面整合素过表达的原位检测。作者认为该GO基生物传感器可拓展至其他癌细胞表面标志物的评价与配体筛选系统。
英文摘要
A nanoscale RGD-pyrene-graphene oxide (GO) biosensor was prepared for real-time in situ detection of a cancer cell surface marker, integrin αvβ3. This nanoscale GO-based biosensor is simple, robust, sensitive and of high selectivity. It can also be adapted to other cancer cell surface marker evaluation systems.