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英文标题:Dual signal-enhanced immunochromatographic test strip based on Au@PtNPs: From sensitive detection of thiamethoxam to multiplex pesticide screening in vegetables

成果简介
免疫层析试纸条(ICTS)是一种快速分析技术,因其操作简单、分析时间短而广泛应用于环境和食品检测。本文通过种子生长法合成了三维纳米花状结构的金@铂纳米颗粒(Au@PtNPs)。与传统的金纳米粒子(AuNPs)相比,Au@PtNPs表现出更强的信号强度、优异的催化性能以及高效的抗体结合效率。基于Au@PtNPs,分别开发了比色法Au@PtNPs‑ICTS和催化比色法Au@PtNPs‑ICTS,用于蔬菜中噻虫嗪(THI)的灵敏检测。比色法Au@PtNPs‑ICTS和催化比色法Au@PtNPs‑ICTS定量分析的检出限(LODs)分别为0.18 ng/mL和0.093 ng/mL,相较于AuNPs‑ICTS(0.56 ng/mL)分别提高了约3倍和6倍。此外,通过替换相应的目标抗原和抗体,实现了多种农药残留(毒死蜱、啶虫脒和吡虫啉)的高灵敏检测,进一步验证了该免疫层析策略的通用性。
研究亮点
开发新型信号探针:采用种子生长法制备了具有三维纳米花状结构的 Au@PtNPs。相比传统胶体金(AuNPs),该探针信号更强、抗体结合效率更高、催化性能更优异,是理想的信号放大材料。
首创双模式检测体系:构建了比色型和催化比色型两种免疫层析试纸条。通过在T线引入铂的纳米酶催化显色反应,实现了信号的二次放大,这是提升灵敏度的关键。
图文解析

示意图1(A)AuNPs与Au@PtNPs的制备流程示意图;(B)Au@PtNPs-mAb与AuNPs-mAb探针的制备流程示意图;(C)ICTS结构示意图;(D)Au@PtNPs-ICTS检测原理示意图。


图1:Au@PtNPs与AuNPs的表征。(A-B)不同放大倍数下Au@PtNPs的TEM图像;(C-E)Au@PtNPs的暗场图像及元素分布图;(F)Au@PtNPs的EDS元素分布图;(G)Au@PtNPs与AuNPs的紫外-可见吸收光谱;(H)Au@PtNPs的XPS图谱;(I)Pt 4f的高分辨XPS光谱。


图2:Au@PtNPs与AuNPs结合抗体前后的表征。(A–B)Au@PtNPs与Au@PtNPs-mAb的粒径分布图;(C–D)AuNPs与AuNPs-mAb的粒径分布图;(E)AuNPs与AuNPs-mAb的Zeta电位图;(F)Au@PtNPs与Au@PtNPs-mAb的Zeta电位图。

图3:Au@PtNPs-ICTS的参数优化。(A)THI-mAb添加量的优化;(B)探针添加量的优化;(C)层析反应时间的优化。(误差棒表示三次独立重复实验的标准差。)

图4:AuNPs-ICTS与Au@PtNPs-ICTS对THI的检测。(A)AuNPs-ICTS与Au@PtNPs-ICTS检测THI的实际结果照片;AuNPs-ICTS(B)比色Au@PtNPs-ICTS(C)与催化比色Au@PtNPs-ICTS(D)检测THI的标准曲线。(误差棒表示三次独立重复实验的标准差。)
研究结论
本研究针对蔬菜中农药残留问题,开发了基于Au@PtNPs的双信号增强免疫层析试纸条。Au@PtNPs兼具强比色信号和类过氧化物酶催化活性,通过“比色+催化比色”双信号叠加,显著提升检测灵敏度,材料设计与方法思路具有较好的创新性。催化比色Au@PtNPs-ICTS的LOD低至0.093 ng/mL,较传统AuNPs-ICTS提升约6倍,线性范围更宽。在白菜、黄瓜、番茄中的加标回收率为80.60%–117.50%,CV < 15%,与LC-MS/MS结果一致,准确性良好。通过更换抗原抗体,构建了三联检测卡,可同时检测毒死蜱、啶虫脒和吡虫啉,展示了平台良好的通用性和可扩展性。试纸条稳定性较好,基质干扰较小,为蔬菜中多农药残留的现场快速筛查提供了新思路。
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