用于生物傳感的更高效的NIR-II納米管探針的研究

隨著生物醫(yī)學(xué)和臨床成像技術(shù)的飛速發(fā)展，在NIR-II/SWIR波段的熒光納米探針發(fā)展迅速。NIR-II波段(1000nm-1700nm)在組織中的散射和吸收較低，允許輻射更深入地穿透不透明組織，且可以保持高分辨率。

單壁碳納米管是生物醫(yī)學(xué)傳感中常用的光學(xué)探針之一，其穩(wěn)定性高，表面功能化的能力強(qiáng)，可提高檢測(cè)特定分子靶點(diǎn)的靈敏度。

在可用于表面功能化的眾多分子中，蛋白質(zhì)具有最高的分子靶向能力。然而，瑞士EPFL的Vitalijs Zubkovs和Ardemis Boghossian等研究人員指出，在維持納米管熒光的同時(shí)，新開發(fā)的納米傳感器需要將蛋白質(zhì)“以可控的定向方式結(jié)合到納米管表面，同時(shí)保持其生物活性”。蛋白質(zhì)功能化是通過用DNA或連接分子包裹納米管，然后以共價(jià)鍵與蛋白質(zhì)結(jié)合，以保持蛋白質(zhì)的折疊和分子靶向特性。

在《Chemical Materials》期刊中，他們發(fā)表了一種使用連接分子將黃色熒光蛋白與納米管表面結(jié)合的新方法，他們的方法不僅比現(xiàn)有使用DNA的方法更經(jīng)濟(jì)，還增加了蛋白質(zhì)的穩(wěn)定性。

研究人員通過大量光學(xué)和光譜學(xué)方法來分析功能化納米傳感器的光學(xué)和熒光性質(zhì)，例如吸收光譜法和圓二色性光譜法。隨著納米管探針的發(fā)展，NIR-II熒光光譜法被用來探測(cè)這個(gè)波段內(nèi)的發(fā)射光譜。

在他們的NIR-II熒光光譜測(cè)試裝置中使用660nm激光激發(fā)阱板中的粒子，通過Isoplane SCT-320光譜儀和NIRvana 640 ST InGaAs相機(jī)采集NIR-II熒光光譜。研究人員利用納米管發(fā)射光對(duì)環(huán)境的敏感性來分析其他分子和蛋白質(zhì)的結(jié)合特性。例如，通過監(jiān)測(cè)溶解在水中的分子發(fā)射線的位置，可以得出關(guān)于納米管表面吸附分子表面的覆蓋情況，因?yàn)殡S著水分子進(jìn)入納米管表面途徑的改變，光譜線會(huì)發(fā)生位移。