组成图示
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传感器类型
荧光生物传感器
检测对象
蛋白酶（proteases，如 proteinase K、trypsin、papain、α-chymotrypsin）；样品基质：磷酸盐缓冲液（pH 7.5）水溶液
检测原理
BSA-AuCs 为核壳结构，AuC 核心在 500 nm 激发下发射 650 nm 荧光；完整 BSA 壳阻隔环境 O2，保持荧光。加入蛋白酶后，蛋白酶催化水解 BSA 肽键，蛋白壳被降解，O2 进入并与激发态 AuC 发生能量转移（至三重态 O2 生成单线态 O2），非辐射猝灭荧光。蛋白酶浓度越高，壳降解越充分，O2 接触越多，650 nm 荧光强度 I/I0 越低；在 5–5×10^3 ng/mL 内与 log 浓度线性。DLS 显示尺寸减小而非聚集，Ar 饱和抑制猝灭，证明机制。
检测灵敏度
LOD: ca. 1 ng mL^-1；线性范围: 5–5×10^3 ng mL^-1；R^2 = 0.994
效应效果
37 °C、pH 7.5 下孵育 4 h 即可完全降解 BSA 壳。失活蛋白酶在 10^4 ng/mL 内无响应，protease XIII 在 1×10^6 ng/mL 内无荧光下降，显示选择性。Ar 饱和时 1×10^4 ng/mL 不显著猝灭，O2 饱和猝灭增强；DLS 粒径由 6.4 nm 降至 3.2 nm，排除聚集。可检测 proteinase K、trypsin、papain、α-chymotrypsin，并可通过更换 BSA、lysozyme、transferrin 蛋白壳适配底物；lysozyme-AuCs 和 transferrin-AuCs LOD 分别为 10^3、10 ng/mL。作者称其线性范围比传统/商业试剂盒宽至少两个数量级，具简单、快速、低成本、一步法及潜在体内应用价值。
传感器的构成
- 基底/反应介质：水相磷酸盐缓冲液（pH 7.5），悬浮 BSA-AuCs 并维持酶活
- 换能核心：蛋白保护金簇（AuCs）金核，提供 650 nm 荧光
- 保护壳/识别底物：牛血清白蛋白（BSA）壳，包裹 AuC 并作为蛋白酶水解底物
- 信号猝灭剂：环境氧气（O2），壳破损后进入并猝灭 AuC 荧光
- 读出装置：荧光光谱仪（Cary Eclipse），500 nm 激发、650 nm 发射监测 I/I0
中文摘要
蛋白酶广泛参与生物过程，其异常与癌症、关节炎、神经退行性和心血管疾病相关，因此需要灵敏、简便的检测方法。本文报道蛋白保护金纳米簇（AuCs）作为无标记荧光生物传感器检测蛋白酶。以牛血清白蛋白（BSA）保护的金簇为例，由氯金酸（HAuCl4）与 BSA 合成，在 500 nm 激发下于 650 nm 处发射荧光。蛋白酶 K 孵育 4 h 后水解 BSA 壳，环境氧气进入并猝灭 AuC 核心荧光，荧光强度随蛋白酶浓度增加而降低。在 5–5×10^3 ng/mL 范围内与对数浓度线性，R^2=0.994，最低检测约 1 ng/mL。氧气/氩气饱和、失活酶、动态光散射和配体实验证明猝灭源于氧而非聚集或电荷转移。更换蛋白壳还可检测溶菌酶、转铁蛋白、胰蛋白酶、木瓜蛋白酶等，具有简单、快速、低成本和潜在体内应用优势。
英文摘要
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