Enzymatic reaction modulated gold nanoparticle aggregation-induced photothermal and smartphone readable colorimetry dual-mode biosensing platform for trypsin detection in clinical samples

生物传感器 光热治疗 牛血清白蛋白 表面等离子共振 胶体金 胰蛋白酶 纳米技术 纳米颗粒 比色法 检出限 材料科学 化学 色谱法 生物化学
作者
Qi Guo,Jinrong Zhou,Kelin Hu,Yong He,Ke Huang,Piaopiao Chen
出处
期刊:Sensors and Actuators B-chemical [Elsevier BV]
卷期号:374: 132841-132841 被引量:19
标识
DOI:10.1016/j.snb.2022.132841
摘要

There is an urgent demand to develop a portable and user-friendly biosensing platform for accurately and rapidly detecting biomarkers in clinical diagnosis. In this work, a photothermal and smartphone-based colorimetric dual-mode biosensing platform was proposed for trypsin assay based on the localized surface plasmon resonance (LSPR) effect of gold nanoparticles (Au NPs). Two competing processes were presented between the protection and the destabilization of dispersed Au NPs, respectively. Bovine serum albumin (BSA) can restrain the Au NPs aggregation due to the surface protection of Au NPs in the salt solution. In the presence of trypsin, the Au NPs are aggregated due to the enzymatic digestion of surface BSA ligand and electrostatic interaction, resulting strong photothermal effect and obvious RGB (Red/Green/Blue) value change (color from red to blue). The whole process can be performed within 1 h and the point-of-care testing (POCT) was realized by using a thermometer and smartphone as signal recorders. The limits of detection (LODs) were calculated to be 6 µg mL−1 by photothermal sensing and 1.2 µg mL−1 by RGB recognition. This biosensing platform was successfully used for trypsin assay in clinical acute pancreatitis samples and showed great consistency with clinical diagnostic results, validating the potential POCT application.
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