在当今科学研究的前沿,荧光传感技术以其高灵敏度、高选择性和实时监测能力而备受瞩目。特别是在生物分子检测领域,荧光传感器已成为一种不可或缺的工具。近年来,基于分子印迹聚合物(MIPs)和碳点(CDs)的荧光传感器(MIP/CDs-FL传感器)的研究取得了显著进展,为蛋白质、小分子和其他生物标志物的检测提供了新的解决方案。
荧光传感器的合成与应用
荧光传感器的合成通常涉及将荧光材料与具有特定识别能力的分子印迹聚合物结合。例如,Lv等人通过一锅法制备了磁性碳点(M-CDs),并利用多巴胺作为功能单体,成功实现了对牛血红蛋白(BHb)的荧光识别。这种传感器不仅表面粗糙,具有较大的孔隙,而且在洗脱模板BHb后,展现出了优异的荧光响应特性,其检测限(LOD)达到了17.3 nM,回收率在99.0%至104.0%之间,显示出了极高的灵敏度和准确性。
荧光传感器的高选择性与灵敏度
荧光传感器的选择性和灵敏度是其性能评估的关键指标。通过表面印迹技术,传感器表面形成了具有特定结合位点的聚多巴胺层,这不仅包括聚合过程中的背景位点,还包括模板位点。这种结构设计使得传感器在目标分子的识别上具有极高的选择性。例如,3-一氯丙烷-1,2-二醇(3-MCPD)的检测中,基于MIP-CDs的传感器展现出了0.6 ng/mL的超低检测限和1至150 ng/mL的宽线性范围,这为食品中有害物质的检测提供了强有力的技术支持。
荧光传感器在生物标志物检测中的应用
荧光传感器在生物标志物的定量、定位和检测中也展现出了巨大的潜力。例如,Demir团队利用CDs与MIPs耦合的光学成像工具,成功探测了癌症生物标志物。这种传感器不仅具有生物相容性,而且由于CDs的宽激发带和多色发射特性,使得传感器在生物成像中具有独特的优势。
荧光传感器的绿色合成与环境友好性
随着环保意识的提高,荧光传感器的绿色合成方法也越来越受到重视。Sun等人利用芒果皮作为碳源,通过水热法制备了生物质衍生的CDs,实现了无需化学试剂的绿色合成。这种合成方法不仅减少了环境污染,而且制备出的传感器在性能上也毫不逊色,检测限达到了4.7 nmol/L,显示出了良好的应用前景。
荧光传感器的挑战与未来
尽管基于MIP/CDs-FL传感器的研究取得了显著进展,但仍面临着一些挑战。例如,如何进一步提高传感器的灵敏度、稳定性和重复使用性,以及如何实现更广泛的应用场景,都是当前研究中需要解决的问题。此外,随着纳米技术的发展,将荧光传感器与纳米材料结合,开发出新型的纳米荧光传感器,也是未来研究的一个重要方向。