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Biosensors and Bioelectronics:基于DNA杂交和DNA模板的银纳米团簇上转换生物传感器测定丙烯酰胺

第一作者:ong>Yawen Rong


通讯作者:Qin Ouyang,Quansheng Chen
通讯单位:江苏大学


研究内容:

丙烯酰胺广泛存在于许多油炸和烘焙食品中,已被证明对人类具有潜在的致癌性。本工作设计了一种以核壳上转换纳米粒子(CSUCNPs)为载体,以核酸适体为识别元件的新型生物传感器,用于丙烯酰胺的检测。这项工作的原理是基于从 CSUCNPs 到银纳米团簇 (AgNCs) 的荧光共振能量转移 (FRET) 过程。而丙烯酰胺与适体之间的结合扰乱了DNA结构并抑制了AgNCs的合成,从而诱导了更高的荧光强度。在优化的实验条件下,在1~105nm范围内,该方法的检测限为1.13nm。将该生物传感器应用于食品加标样品中,回收率为78.52-117.09%,相对标准偏差为1.54-10.46%,验证了该生物传感器的适用性。该方法与标准的HPLC方法相比,具有较高的一致性(P>0.05)。

要点一: 

成功开发了一种基于 CSUCNPs 的生物传感器,用于灵敏、快速地检测 AAm。以 DNA 为模板的 AgNCs 被用作通过 FRET 的上转换荧光的猝灭剂。该方法以DNA为模板合成AgNCs,以核酸适体特异性识别AAM

要点二

这种传感方法以 1.13 nM 的低 LOD 实现了对 AAm 的灵敏检测。开发的生物传感器已应用于真实食品样品中AAm的高精度检测,被视为现实生活中食品安全控制的优选候选者。 


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示意图1
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图 1核心 UCNPs 在 50 nm 尺度 (A) 和 20 nm 尺度 (B) 的 TEM 图像;50 nm 尺度 (C) 和 20 nm 尺度 (D) 的核壳 UCNP50 nm 尺度的二氧化硅涂层 CSUCNP (E)50 nm 尺度的 AgNCs 耦合 CSUCNPs (F),插图:AgNCs 的 TEM 图像。CSUCNPsG)的能级方案和能量转移过程。CSUCNPs (H) 的上转换荧光光谱。

3图 2UCNPsCSUCNPs 和 CSUCNPs@SiO2  FTIR 光谱 (A)UCNPsCSUCNPs 和 CSUCNPs@SiO2  XRD 图谱(B)。CSUCNPs (C) 的 SAED 模式。CSUCNPs 的 EDS 谱 (D)。 

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图 3(图 3. 980 nm 激光激发下的上转换发射和 AAm 添加前后系统的吸收光谱 (A)。在生物传感器构建的不同阶段 (B) 在 980 nm 激光激发下的上转换发射光谱。生物传感器构建不同阶段的吸收光谱(C)。不同组分的 Zeta 电位 (D) 

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 4优化DNA1的浓度(01020406080100nM)(A)及其孵育时间(024681224小时)(B),DNA2AAM适体的孵育时间(0102030405060分钟)(C),检测AAM的孵育时间(0102030405060分钟)(D)。

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 5系统在不同AAM浓度(110100500100050001045×104105nm)下的荧光光谱(A)和在450nm下的荧光强度对不同AAM浓度(110100500100050001045×104105nm)的线性图(B

参考文献

An upconversion biosensor based on DNA hybridization and DNA-templated silver nanoclusters for the determination of acrylamide, Rong, Y., Hassan, M.M., Ouyang, Q., Zhang, Y., Wang, L., Chen, Q., Biosensors and Bioelectronics (2022)doi: https://doi.org/10.1016/ j.bios.2022.114581.



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