为了对超低浓度的肾癌蛋白标志物进行超灵敏和定量检测，需要一种具有超高检测灵敏度和显著生物传感选择性的生物传感探针。在这里，我们报告了一种集成了Ti3C2负载的金纳米棒杂化纳米界面的光学微纤维，用于实现对碳酸酐酶IX (CAIX)蛋白和肾癌细胞的超灵敏传感。由于光纤的瞬变场与近红外区域的纳米界面强耦合，所提出的光学微纤维生物传感器实现了CAIX蛋白生物标志物的超高灵敏度检测，在纯缓冲溶液中检测下限为13.8 zM，在30%的血清溶液中检测下限为0.19 aM。此外，所提出的传感器还能成功且特异地识别细胞培养液中的活肾癌细胞，检测限为180个细胞/mL。该策略可以作为一个强大的生物传感平台，将蛋白质生物标志物和癌细胞的定量相结合，从而提高早期肾癌诊断和筛查的准确性。
图1. (a) CoSe2@C/MX-B的无溶剂合成方法;(b) CoSe2@C/MX-S的基于解决方案的综合方法;(c) CoSe2@C/MX-B和CoSe2@C/MX-S的PXRD图谱;(d) CoSe2@C/MX-B和CoSe2@C/MX-S的氮吸附解吸等温线。
图2 (a)已制备的光学微纤维的功能化过程示意图。(b)裸二氧化硅光学微纤维表面和(c) Ti3C2改性微纤维表面的SEM图像。(d) Ti3C2纳米片的拉曼光谱。(e)修饰在微纤维表面的Ti3C2载体GNRs的SEM照片。(f)高长宽比大尺度GNRs的TEM图像。(g) Ti3C2、GNRs和Ti3C2/GNR溶液的吸光度光谱。(h) Ti3C2和Ti3C2-GNRs样品的XPS测量光谱。(i)固定在制备好的微纤维表面上的CAIX适配子的SEM图像。
图3. (a)制备的光学微光纤传感器对不同浓度CAIX溶液响应的透射光谱。(b)制备的传感器、控制传感器A和控制传感器b的波长位移随CAIX浓度的变化。
图4 (a)在所制备的传感器响应时波长移位的比较. (b) 30%血清中CAIX蛋白浓度与波长位移的关系。
图5 (a)波长位移与786-O细胞浓度范围的关系图. (b)所制备的捕捉目标786-O细胞的微纤维光学图像. 波长位移相对于(c) HEK 293细胞和(d) HEK 293T细胞浓度的曲线。
相关科研成果由安徽大学物理与光电学院Hongtao Li等人2023年发表在Analytical Chemistry (https://doi.org/10.1021/acs.analchem.3c00281)上。原文：Combined Ultrasensitive Detection of Renal Cancer Proteins andCells Using an Optical Microfber Functionalized with Ti3C2 MXene and Gold Nanorod-Nanosensitized Interfaces。