Electrochemical-SERS-based novel detection of infectious virus using MoO3 QDs-loaded na nogels

使用 MoO3 QD 负载的纳米凝胶进行基于电化学 SERS 的感染性病毒新型检测

基本信息

批准号：
19F19348
负责人：
朴龍洙
金额：
$ 1.41万
依托单位：
Shizuoka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2019
资助国家：
日本
起止时间：
2019-11-08 至 2022-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19F19348/
关键词：
ナノ粒子ウイルス様粒子表面増強ラマン散乱ホットスポットノロウイルス蛍光イムノアッセイ磁性三酸化モリブデン磁性三酸化モリブデンナノキューブ蛍光グラファイトインフルエンザ局在表面プラズモン共鳴プラズモン

项目摘要

酸化モリブデン量子ドットを作製し、表面ラマン散乱光（SERS）を増強するナノタグやナノゲルを開発し、ウイルスの高感度での検出を行った。１）SERS増強用ナノタグ開発：プラズモンと磁気特性を有する酸化モリブデンナノ立方体とグラフェンを用いたラーマン分光法（SERS）を開発して、ノロウイルスを検出した。磁気酸化モリブデンをSERSのナノタグに、酸化グラフェンを２次元SERSのレポーターとして、シグナルを10億倍増強した。このウイルス検出系を用いてノロウイルス様粒子（NoV-LP）を5.2 fg/mL、臨床ノロウイルスを60 RNAコピー/mLの検出感度で検出した。この感度は、市販のELISAキットや簡易型の検出系より1000倍程度高い値である。２）SERSナノゲルの作製：ポリエチレンイミンからなるpH応答性ナノゲルを作製し、SERS用ナノタグを包埋した。そこに、磁気ナノ粒子を用いて磁気ナノ粒子、ウイルス及びナノゲルのサンドイッチ構造を確認した。磁気分離後、SERS基板でホットスポットを形成させ、SERSを増強した。この原理をE型肝炎ウイルスの検出に応用し、検出感度6.5 fg/mLを得た。３）天然由来の材料を用いたカーボンドットの作製：硫黄原子をドーピングした寒天由来のカーボンドット(S-agCDs)を合成に成功した。抗NoV抗体をS-agCDsと磁気銀ナノキューブ（MNP-AgNC）に標識し、標的ウイルスを結合させ磁気分離を行った。その後、蛍光法とSERS法でウイルスを検出したところ、NoV-LPでは0.1 fg/ml、NoVでは10 copy/mlの高感度検出に成功した。この方法は、サーベランスなどに有効な方法として考えられる。以上の様に、SERS法において不安定なナノタグを安定的に機能させ、増幅できるナノタグーナノゲルの開発に成功し、高感度ウイルス検出を実現した。

我们制造了氧化钼量子点，并开发了纳米标签和纳米凝胶，可增强表面拉曼散射光（SERS），以高灵敏度检测病毒。 1）开发用于SERS增强的纳米标签：我们使用具有等离子体和磁性特性的石墨烯和氧化钼纳米立方体开发了拉曼光谱（SERS）来检测诺如病毒。使用磁性氧化钼作为SERS纳米标签，使用氧化石墨烯作为二维SERS报告基因，信号增强了10亿倍。使用该病毒检测系统，我们检测到诺如病毒样颗粒（NoV-LP），检测灵敏度为5.2 fg/mL，以及临床诺如病毒，检测灵敏度为60 RNA拷贝/mL。该灵敏度比市售 ELISA 试剂盒和简单检测系统高约 1000 倍。 2）SERS纳米凝胶的制备：制备由聚乙烯亚胺制成的pH响应性纳米凝胶，并在其中嵌入SERS纳米标签。使用磁性纳米颗粒，我们确认了磁性纳米颗粒、病毒和纳米凝胶的三明治结构。磁分离后，在SERS基底上形成热点以增强SERS。将该原理应用于戊型肝炎病毒的检测，获得了6.5 fg/mL的检测灵敏度。 3）利用天然材料制备碳点：我们成功合成了掺杂硫原子的琼脂衍生的碳点（S-agCDs）。 S-agCD和磁性银纳米立方体（MNP-AgNC）用抗NoV抗体标记，目标病毒与其结合进行磁力分离。随后，利用荧光和SERS方法对病毒进行检测，成功检测出NoV-LP的0.1 fg/ml的高灵敏度和NoV的10拷贝/ml的高灵敏度。该方法不失为一种有效的监测方法。如上所述，我们成功开发了一种纳米标签纳米凝胶，可以在SERS方法中稳定发挥作用并放大不稳定的纳米标签，并实现了高灵敏度的病毒检测。