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“One-Pot” Readout Cyano-Programmable SERS-Encoded Platform Enables Ultrasensitive and Interference-Free Detection of Multitarget Bioamines
Analytical Chemistry ( IF 6.7 ) Pub Date : 2024-07-24 , DOI: 10.1021/acs.analchem.4c02582 Chen Chen 1 , Xinyue Wang 1 , Ximo Wang 1 , Geoffrey I N Waterhouse 2 , Mingdi Jiang 3 , Xuguang Qiao 1 , Zhixiang Xu 1
Analytical Chemistry ( IF 6.7 ) Pub Date : 2024-07-24 , DOI: 10.1021/acs.analchem.4c02582 Chen Chen 1 , Xinyue Wang 1 , Ximo Wang 1 , Geoffrey I N Waterhouse 2 , Mingdi Jiang 3 , Xuguang Qiao 1 , Zhixiang Xu 1
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Surface-enhanced Raman spectroscopy (SERS) detection platforms with high signal-to-noise ratio in the “biological-silent” region (1800–2800 cm–1) are presently being developed for sensing and imaging applications, overcoming the limitations of traditional SERS studies in the “fingerprint” region. Herein, a series of cyano-programmable Raman reporters (RRs) operating in the “biological-silent” region were designed based on 4-mercaptobenzonitrile derivatives and then embedded in core–shell Au@Ag nanostars using a “bottom-up” strategy to provide SERS enhancement and encapsulation protection. The approach enabled the “one-pot” readout interference-free detection of multiple bioamines (histamine, tyramine, and β-phenethylamine) based on aptamer-driven magnetic-induced technology. Three cyano-encoded SERS tags resulted in separate SERS signals for histamine, tyramine, and β-phenethylamine at 2220, 2251, and 2150 cm–1, respectively. A target-specific aptamer-complementary DNA competitive binding strategy allowed the formation of microscale core-satellite assemblies between Fe3O4-based magnetic beads and the SERS tags, enabling multiple SERS signals to be observed simultaneously under a 785 nm laser excitation laser. The LODs for detection of the three bioamines were 0.61 × 10–5, 2.67 × 10–5, and 1.78 × 10–5 mg L–1, respectively. The SERS-encoded platform utilizing programmable reporters provides a fast and sensitive approach for the simultaneous detection of multiple biomarkers, paving the way for routine SERS analyses of multiple analytes in complex matrices.
中文翻译：
“一锅”读出氰基可编程 SERS 编码平台可实现多目标生物胺的超灵敏且无干扰检测
目前正在开发用于传感和成像应用的在“生物沉默”区域（1800–2800 cm –1 ）具有高信噪比的表面增强拉曼光谱（SERS）检测平台，克服了传统SERS的局限性“指纹”领域的研究。在此，基于4-巯基苯甲腈衍生物设计了一系列在“生物沉默”区域运行的氰基可编程拉曼报告基因（RR），然后使用“自下而上”的策略将其嵌入核壳Au@Ag纳米星中，以实现提供SERS增强和封装保护。该方法基于适配体驱动的磁感应技术，实现了多种生物胺（组胺、酪胺和β-苯乙胺）的“一锅”读出无干扰检测。三个氰基编码的 SERS 标签分别在 2220、2251 和 2150 cm –1处产生组胺、酪胺和 β-苯乙胺的单独 SERS 信号。目标特异性适体互补 DNA 竞争性结合策略允许在基于 Fe 3 O 4的磁珠和 SERS 标签之间形成微型核心卫星组件，从而能够在 785 nm 激光激发激光下同时观察到多个 SERS 信号。三种生物胺的检测限分别为0.61 × 10 –5 、2.67 × 10 –5和1.78 × 10 –5 mg L –1 。利用可编程报告基因的 SERS 编码平台为同时检测多种生物标志物提供了一种快速、灵敏的方法，为复杂基质中多种分析物的常规 SERS 分析铺平了道路。
更新日期：2024-07-24
中文翻译：
“一锅”读出氰基可编程 SERS 编码平台可实现多目标生物胺的超灵敏且无干扰检测
目前正在开发用于传感和成像应用的在“生物沉默”区域（1800–2800 cm –1 ）具有高信噪比的表面增强拉曼光谱（SERS）检测平台，克服了传统SERS的局限性“指纹”领域的研究。在此，基于4-巯基苯甲腈衍生物设计了一系列在“生物沉默”区域运行的氰基可编程拉曼报告基因（RR），然后使用“自下而上”的策略将其嵌入核壳Au@Ag纳米星中，以实现提供SERS增强和封装保护。该方法基于适配体驱动的磁感应技术，实现了多种生物胺（组胺、酪胺和β-苯乙胺）的“一锅”读出无干扰检测。三个氰基编码的 SERS 标签分别在 2220、2251 和 2150 cm –1处产生组胺、酪胺和 β-苯乙胺的单独 SERS 信号。目标特异性适体互补 DNA 竞争性结合策略允许在基于 Fe 3 O 4的磁珠和 SERS 标签之间形成微型核心卫星组件，从而能够在 785 nm 激光激发激光下同时观察到多个 SERS 信号。三种生物胺的检测限分别为0.61 × 10 –5 、2.67 × 10 –5和1.78 × 10 –5 mg L –1 。利用可编程报告基因的 SERS 编码平台为同时检测多种生物标志物提供了一种快速、灵敏的方法，为复杂基质中多种分析物的常规 SERS 分析铺平了道路。
京公网安备 11010802027423号