Avkänningsmekanism för detektion av breda spektrum av EE genom att använda human östrogenreceptor α (hERα) som det biologiska igenkänningselementet. I korthet, ett guldbelagt bragg-gitter av lutande fiber exciterar ytplasmonresonans (SPR) som möjliggör ultrakänslig övervakning av förändringar i brytningsindex på fiberytan. Miljööstrogener i proverna konkurrerar hERα med E 2 –STV-konjugat. Fibersenorn är bunden med destiobiotin (DTB) molekylerna och det obundna E 2 –STV-konjugat fångas in via STV–DTB-affinitetsinteraktionen, som inducerar våglängdsförskjutningen av SPR-spektrumet (från svart till rött). Denna metod erbjuder in situ-detektion av miljööstrogener med hög känslighet och specificitet. Kredit:Lanhua Liu, Xuejun Zhang, Qian Zhu, Kaiwei Li, Yun Lu, Xiaohong Zhou och Tuan Guo
Den uppenbara ökningen av hormoninducerade cancerformer och störningar i fortplantningsorganen har lett till en växande efterfrågan på ny teknik som kan upptäcka hormonstörande ämnen på nanogram per liter. Forskare i Kina uppfann en ultrakompakt optisk fiberbiosensor som visar superfina plasmoniska spektrala kammar och förbättrad av konjugatinducerad bioförstärkning, som visade detektionsgränsen ner till 1,5 ng l -1 östradiol ekvivalent koncentration. Tekniken har potential att revolutionera miljö- och hälsoövervakning.
Att utveckla de avancerade och kraftfulla detektionsteknikerna för att karakterisera så många hormonstörande ämnen som möjligt med ultrakänslighet i miljön är fortfarande en utmaning, dock mycket efterfrågad. Miljööstrogener (EE), som typiska hormonstörande ämnen, har listats som en av de globala miljöfrågor som ska hanteras genom internationellt samarbete av FN. De är strukturellt olika föreningar som kan interagera med nukleära östrogenreceptorer och utgöra betydande risker för ekologisk och människors hälsa.
I en ny tidning publicerad i Ljusvetenskap och tillämpning , ett team av fotonik- och miljöforskare, ledd av prof. Tuan Guo från Jinan University och Dr. Xiaohong Zhou från Tsinghua University, utvecklat en enkel att implementera biosensingplattform för plasmonisk optisk fiber för ultrakänslig detektering av östrogena endokrina störande ämnen. Plattformen är baserad på ett guldbelagt bragg-galler med högt lutande fiber, som exciterar spektralkammar i smalt beklädnadsläge med hög densitet som överlappar den bredare absorptionen av ytplasmonen för avsökning med hög noggrannhet, vilket möjliggör den ultrakänsliga övervakningen av förändringar i brytningsindex vid fiberytan. Genom att använda östrogenreceptorer som modell, de designar ett östradiol-streptavidinkonjugat med hjälp av molekylär dynamik, omvandling av östrogenreceptorns specifika igenkänning av miljööstrogener till ytbaserad affinitetsbioanalys för protein. Den ultrakänsliga plattformen med konjugatinducerad amplifieringsbiosensing-metod möjliggör efterföljande detektion för EE ner till 1,5 ng l -1 östradiol ekvivalent koncentration. Det är den lägsta detektionsgränsen för någon östrogenreceptorbaserad detektion som hittills rapporterats.
Dessutom, den kompakta storleken, flexibel form, och fjärrmanövrering av in-fiber plasmonisk biosensor öppnar vägen för att detektera andra hormonstörande ämnen med ultrahög känslighet och i olika svåråtkomliga utrymmen, har därmed potential att revolutionera miljö- och hälsoövervakning. Till exempel, biosensorn kan utföra kontinuerlig detektering i fält av endokrina störande ämnen, tillgodose det mycket önskade kravet på snabb övervakning av miljöstatus. Genom att integrera en sådan fiberbiosensor med en injektionsnål skulle å andra sidan tillåta liknande mätningar, som bärbar analys på plats och i fält i hälsoövervakning, även in vivo.
