AC. 基于金属离子掺杂碳点的用于生物硫醇检测和疾病鉴别的纳米酶抑制传感器阵列

以下文章来源于分析化学方法 ，作者科研小组

全文简介

由于其在疾病诊断中的重要作用，开发用于生物硫醇分析的高活性和高灵敏度的纳米酶具有重要意义。本文设计并制备了两种具有高过氧化物酶活性的金属离子掺杂碳点(M-CDs ),通过比色传感器阵列技术用于生物硫醇的检测和识别。这两种M-CDs能强烈催化H2O2的分解，伴随着3，3′，5，5′-四甲基联苯胺(TMB)从无色到蓝色的颜色变化，表明M-CDs具有模拟过氧化物酶的活性。与纯碳点(CDs)相比，由于金属离子和CDs之间的协同作用，M-CDs表现出增强的类过氧化物酶活性。然而，由于生物硫醇与金属离子之间具有很强的结合亲和力，不同的生物硫醇对M-CDs的催化活性有不同程度的抑制作用。因此，在H2O2的存在下，使用TMB作为显色底物，所开发的比色传感器阵列可以形成三种最重要的生物硫醇(即半胱氨酸(Cys)、高半胱氨酸(Hcy)和谷胱甘肽(GSH))的差异指纹，可以通过模式识别方法(即系统聚类分析(HCA)和主成分分析(PCA))精确区分，检测限为5 nM。此外，还实现了对不同浓度的单一生物硫醇和生物硫醇混合物的识别。此外，实际样品如细胞和血清也可以被制造的传感器阵列很好地区分，证明了其在疾病诊断中的潜力。

简介

用于鉴定生物硫醇的基于M-CD的比色传感器阵列的示意图

收获的Cu-CD的表征。（a）Cu-CD的TEM图像。（b）Cu-CD在不同激发波长的荧光发射。（c）Cu-CD的Zeta电位图。（d）CD和Cu-CD的紫外线吸收光谱。（e）CD/Cu-CD的FTIR光谱。（f）CD/Cu-CD的

用于不同种类生物硫醇分类的制成传感器阵列的性能。(a和b)在M-CDs和不同硫醇存在下TMB的颜色变化图案。(c–h)10个微M(表S3)、1个微米(表S4)、100纳米(表S5)、50纳米(表S6)、10纳M(表S7)和5纳米(表S8)生物硫醇的传感器阵列的二维PCA图。

对应于不同生物硫醇浓度的传感器阵列的PCA图。(a、c和e)不同浓度的半胱氨酸(表S9)、同型半胱氨酸(表S10)和谷胱甘肽(表S11)的PCA图。(b、d和f)不同浓度的半胱氨酸、同型半胱氨酸和谷胱甘肽的热图。

二元和三元生物硫醇混合物的PCA图。(a和c)不同种类的生物硫醇的二元混合物分析。(b和d)不同种类的生物硫醇的三元混合物分析。

各种肿瘤细胞和人血清样品的鉴别。(a)传感器阵列对各种细胞的PCA图。(二)四种细胞识别的小提琴图。(c)不同细胞的传感器阵列的聚类分析图。(d)具有不同Hcy浓度的血清样品的传感器阵列的PCA图。(e)用于鉴定四种血清样品的小提琴图。(f)具有不同Hcy浓度的血清样品的传感器阵列的聚类分析图。

相关成果以“Nanozyme Inhibited Sensor Array for Biothiol Detection and Disease Discrimination Based on Metal Ion-Doped Carbon Dots”，发表在国际学术期刊“Analytical Chemistry”上。

文献链接：点击阅读原文

https://doi.org/10.1021/acs.analchem.3c00601

转自：“NANO学术”微信公众号

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