Advanced Science:具有高磁、等离子体活性的磁/金双功能纳米材料超灵敏检测复杂基质中生物标记物

多功能纳米粒子近年来被广泛应用于生物成像、传感、诊疗、催化以及分离等领域。磁/等离子体双功能纳米材料由于兼具磁、光双重特性,因此在生物标记、生物成像、生物分离以及检测等领域具有广阔的应用前景。但目前已报道的磁/等离子体纳米材料大多呈现“金包磁”纳米结构。金纳米粒子具有较强的磁屏蔽效应,因而会大大削弱“金包磁”纳米材料的磁学功能。

理想的磁/等离子体双功能纳米材料应同时拥有较强的磁响应性和优异的等离子信号传导能力。理论上,以等离子体组分(OA-AuNPs)为核,磁性组分(OC-IONPs)为壳,组装形成“磁包金”核壳异质型结构的纳米材料,可有效规避等离子体组分对磁性材料磁特性的屏蔽效应。在纳米粒子自组装过程中,通过调控聚合物的极性、纳米粒子表面特性(如表面润湿性、电荷、化学基团和能量)、形貌和尺寸以及反应溶剂体系,可以实现不同纳米粒子在自组装过程中的有序定向分布。

鉴于此,南昌大学食品科学与技术国家重点实验室“春华秋实”课题组报道了一种简便的聚合物介导自组装策略,将油酸化的氧化铁纳米粒子(OC-IONPs)与油胺化的金纳米粒子(OA-AuNPs)共组装形成磁性等离子体纳米组装体(MPNAs)的新方法。获得的纳米组装体呈现典型的“磁包金”核壳异质结构,其中OA-AuNPs聚集成核,OC-IONPs组装成壳。由于OC-IONPs分布于壳层,有效规避了OA-AuNPs的磁屏蔽效应,从而最大程度地保留了OC-IONPs的磁响应特性,结果显示该核壳异质结构的磁/等离子体纳米复合材料具有优异的磁/等离子体双功能特性。以该该新型材料为免疫层析试纸条探针,可同时实现待测物的磁分离富集和等离子体信号输出,并显著改善免疫层析平台的检测性能。基于所开发自组装策略的通用性,我们相信,本研究可为理性设计和合成多功能复合纳米材料提供新的思路。

相关工作在线发表在Advanced Science (DOI: 10.1002/advs.201902433)上,并于当期Back Cover做简要介绍。南昌大学硕士研究生郝良文为文章第一作者,冷远逵博士为同等贡献第一作者,熊勇华研究员及黄小林博士为论文共同通讯作者。