近期，中科院合肥研究院智能所离子束生物工程与绿色农业研究中心黄青研究员课题组在利用适配体（aptamer）进行SERS检测的技术及应用方面取得进展，研究结果发表在传感器研究领域的重要期刊Sensors and Actuators B: Chemical上。
该研究中，课题组研究人员构建了一种基于表面增强拉曼光谱（SERS）的新型生物传感器，可用于检测血清中炎症性白细胞介素-6（IL-6）蛋白。他们制备了高灵敏度和高特异性的适配体功能化的金纳米粒子阵列，根据所获得的拉曼信号变化，可在10-12-10-7M动态范围内定量测定小鼠血清中IL-6蛋白，最低检测限可达0.8pM。此外，他们用此SERS传感器，还特别研究了生物的辐射损伤效应，通过对受感染小鼠血清中IL-6的检测分析，说明以此可以评估或判断其接收伽马辐照后早期损伤情况。值得指出的是，IL-6是一种普遍存在的炎症因子，所以这种传感器有较广的用途。他们的研究结果也表明，用此生物传感器对生物体内的IL-6进行快速和定量分析，可以在辐射损伤、药物作用和细菌感染检测等方面得到应用。
图1 X射线照射小鼠血清IL-6的SERS检测示意图
之前，黄青课题组在基于适配体的SERS检测技术和方法方面也做了一系列研究工作。例如，他们利用适配体功能化的银纳米棒阵列和金壳纳米颗粒，制备成高灵敏和高特异性的SERS基底，可以对药物和环境污染物进行特异性痕量分析。例如，他们对用适配体-SERS方法检测柯喃因（一种肿瘤药物，Anal. Methods, 2013, 5, 3927, DOI: 10.1039/c3ay40099a），对环境中的多氯联苯（Analyst, 2014, 139, 3083, DOI: 10.1039/c4an00197d; ACS Appl. Mater. Interfaces 2016, 8, 5723−5728, DOI: 10.1021/acsami.5b12866）和汞离子（Sensors and Actuators B 258 (2018) 365–372, DOI: 10.1016/j.snb.2017.11.110）进行快速痕量检测等。
图2 黄青课题组之前利用适配体与SERS技术相结合进行痕量检测的相关研究工作
最近，他们还对基于适配体-SERS技术的生物传感器研究工作进行了较为广泛的调研，总结了利用适配体和SERS相结合的通用和有效的方法，并写成综述发表在Talanta上。
一般来说，根据利用适配体所测得SERS信号的来源，大致可以分为两种方法，即基于核酸适体构象变化的无标记方法和利用外加拉曼报告分子的标记方法，后者SERS生物传感器类型有包括开/关方法、三明治方法和利用催化反应的方法。该文以不少实例说明了其构建传感器策略和相关分析应用,同时说明了核酸适配体表面增强拉曼光谱技术的优点、缺点和应用前景，这将有助于研究人员进一步开发基于核酸适配-SERS技术的生物传感器，使其得到更广泛的开发和利用。
图3 构建适配体-SERS生物传感器的主要有效策略和方法
以上研究工作得到国家自然科学基金和中国政府资助外国留学生基金的支持。
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