（通讯员 张丹丹）基于磁性纳米粒子的磁性弛豫开关免疫传感器方法(Magnetic relaxation switch immunosensor method, MRS)是一种结合了核磁共振、免疫分析和纳米技术的新兴快速检测技术。与目前流行的光学和电化学生物传感器相比，磁弛豫开关传感器是基于磁探针产生信号的传感器，具有稳定性高、成本低、响应速度快、不受复杂矩阵干扰等优点，适用于食品和环境样品中有害物质的痕量检测。
近日，我校王玉莲副教授课题组在 Journal of Hazardous Material（IF=14.224）发表了题为“Broad-spectrum portable magnetic relaxation switching immunosensor with gold-functionalized magnetic nanoprobes for the sensitive detection of multiple pyrethroids”的研究论文。该论文构建了一系列不同粒径的新型的金功能化、广谱MRS生物传感器，引入广谱抗体CL-CN/1D2作为识别元件，实现了对8种拟菊酯类农药（PYRs）的特异性识别(图左)，提出新型的金功能化MRS传感器，与传统MRS相比，金功能化广谱MRS生物传感器具有更强的光学、磁性、催化性能和热稳定性，突破传统MRS免疫传感器检测光谱窄、疏水性分析物稳定性差的局限性。该传感器利用磁性纳米粒子和金纳米粒子的优势，在牛奶和湖水中，能够在35min内多次检测PYRs，具有高灵敏度和高稳定性。
本研究通过在磁性纳米粒子（MN）表面包裹金纳米粒子，提高了在水溶液中的稳定性及分散性，进而获得优异的T2弛豫性能。通过改变MN的尺寸，合成筛选出两种粒径的金磁纳米粒子（GMN）。将大粒径的GMN作为捕获探针，可有效快速地(1 min)完成目标物磁分离；将小粒径的GMN作为信号探针，其在磁场中的高稳定性成功将目标物的浓度稳定输出（图中）。本论文考察了不同表面活性剂对GMN预分散效果稳定性的影响，筛选出十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）作为第一步修饰。采用巯基化十一烷酸(MUA)、聚甲基酸钠(PAA)和聚甲基丙烯酸钠(PMAA)对CTAB-GMN进一步修饰，修饰后的GMN在溶液中稳定性良好，选择T2值不随磁选时间增长而变化的MUA-GMN30nm作为T2信号探针；T2值随磁选时间快速变化的PAA-GMN200nm作为捕获探针。
在使用相同的抗原抗体条件下，磁性弛豫开关免疫传感器与高选择性、高灵敏度、低成本为特征的酶联免疫吸附测定法（ELISA）相比，MRS只需要很少的样品前处理或不需要样品处理，可以在短时间内分析复杂的样品，避免了多次洗涤步骤，缩短了检测时间，ELISA检测方法需要150分钟，而磁性弛豫开关免疫传感器仅需35分钟，且其灵敏度较ELISA提高了近10倍（图右）。这是首次采用新型广谱单抗CL-CN/1D2和磁性GMN-NPs作为信号读取器来构建MRS生物传感器，以实现对多个PYR的特异性识别和稳定的信号读取。
开云（中国）硕士研究生侯苏林、食品科学技术学院博士后黄晨曦为论文共同第一作者，王玉莲副教授为论文通讯作者。本研究得到了武汉华美生物科技有限公司(707116025)、中国农产品质量安全风险评价国家项目(GJFP 2019027)、热带果蔬市场监管重点实验室(ZX-2022001)和中国博士后科学基金(2022M721275)的资助。
论文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0304389423004235?dgcid=coauthor
审核：王玉莲
