基于金银纳米簇自组装制备荧光开启侧向流动试纸条，用于小分子检测

目前，商业上用于小分子检测的胶体金侧向流动分析（LFA）主要是在信号“关闭”模式下实现的，其中分析物浓度与输出信号强度呈负相关关系。由于该模式背景信号高，导致“肉眼”难以分辨试纸条上微小的检测信号的变化。最近，研究者们提出一种荧光“开启”侧向流动分析（FONLFA）方法。与传统的比色信号“关闭”方法相比，该方法的肉眼检测灵敏度显著提高。

迄今为止，用于FONLFA的荧光纳米材料主要有荧光微球、荧光素、时间分辨荧光纳米球和量子点。上述荧光纳米材料仍然存在制备复杂、毒性大等缺点。此外，已建立的这些方法都依赖于蛋白质分子与纳米材料的共价偶联，这可能会损害荧光材料的稳定性。因此，利用生物相容性荧光纳米材料，通过更简单、更高效的工艺来开发FONLFA具有重要的研究价值。

近期，江南大学食品学院彭池方教授和山东省食品药品研究院王骏研究员报道了一种基于金银纳米簇自组装高效制备荧光"开启"侧向流动试纸条用于小分子高灵敏检测的策略，相关成果以“Highly Efficient Fabrication of Fluorescent “Turn-On” Lateral Flow Strips for Highly Sensitive Detection of Small Molecules Based on Self-Assembly of AuAg Nanoclusters”为题发表在国际化学权威杂志Analytical Chemistry上。

纳米材料自组装路线及Ab-FONLFA和Apt-FONLFA检测小分子的原理图  

具体而言，研究团队提出了一种高效制备FONLFA试纸条的方法用于小分子的检测。通过聚4-苯乙烯磺酸钠（PSS）、抗原和金-银纳米团簇（AuAgNCs）的自组装，将AuAgNCs固定在试纸条的硝化纤维素膜上。固定只需要将三种成分进行直接混合，此过程仅耗时1分钟，从而绕过了必须的荧光材料化学修饰过程。该方法能够显著简化制备过程，从而大大提高了试纸条带的制造效率。利用该方法，研究人员建立了检测多菌灵（CAR）的荧光“开启”侧向流动分析，其视觉检出限（vLOD）比常规比色LFA降低了40倍。

此外，该研究还实现了AuAgNCs和链霉亲和素在试纸条上的固定化，建立了基于适配体的FONLFA（Apt-FONLFA），从而证明了该研究所提出的固定荧光材料策略的通用性。与常规比色LFA相比，Apt-FONLFA对卡那霉素（KAN）的vLOD值降低了50倍。因此，FONLFA在小分子分析中具有广阔的应用前景。

（A）多菌灵抗原存在下，不同聚电解质对AuAgNCs在NC膜上固定化的影响；(B) AuAgNCs、PSS和CAR-BSA的固定化模式；（C）自组装策略和常规化学修饰法制备FONLFA试纸条的对比  



（A）用于检测CAR的Ab-FONLFA示意图；（B）自然光照下Ab-FONLFA用于CAR比色定性分析的照片；（C）CAR定量分析标准曲线；（D）胶体金读卡器获得的不同浓度的CAR的信号响应；（E）紫外光照下Ab-FONLFA用于CAR荧光定性分析的照片；（F）荧光“开启”模式下，CAR定量分析的标准曲线；（G）荧光试纸读卡器获得的不同浓度的CAR的信号响应。  



（A）用于检测KAN的Apt-FONLFA示意图；（B）自然光照下Ab-FONLFA用于KAN比色定性分析的照片；（C）比色模式下，KAN定量分析标准曲线；（D）胶体金读卡器获得的不同浓度的KAN的信号响应；（E）紫外光照下Apt-FONLFA用于KAN荧光定性分析的照片；（F）荧光“开启”模式下，KAN定量分析的标准曲线；（G）荧光试纸读卡器获得的不同浓度的KAN的信号响应。  

综上所述，本文提出了一个简单的FONLFA试纸条加工工艺，即利用金银纳米簇和大分子自组装将荧光金属纳米簇固定在LFA条带的硝酸纤维素膜上。采用AuNPs作为猝灭剂，提出了一种新的基于抗体的检测CAR的FONLFA。在荧光“开启”模式下，获得的CAR的vLOD为5 ng/mL，与传统比色模式相比降低了40倍。此外，成功地将设计的工艺应用于基于适配体的FONLFA。在荧光“开启”模式下，KAN的vLOD为50 ng/mL，与传统比色模式相比降低了50倍。因此，该研究建立的FONLFA平台显著提高了视觉检测灵敏度，并且表现出显著的通用性。该平台有望开发出用于小分子检测的两种主要类型的侧向流动分析，表明其在实际应用方面具有巨大潜力。

论文链接： https://doi.org/10.1021/acs.analchem.4c00956  

 

审核编辑：刘清