Construction of a magnetic-fluorescent-plasmonic nanosensor for the determination of MMP-2 activity based on SERS-fluorescence dual-mode signals

基质金属蛋白酶2（MMP-2）在肿瘤的侵袭和转移中发挥重要作用。MMP-2活性的升高与肿瘤的血管生成、侵袭和转移密切相关。利用纳米探针检测MMP-2的活性在肿瘤筛查、诊断、预后评估、疗效监测和复发预测等方面具有重要意义。本工作中，我们通过生物自组装构建了一个具有“核心-卫星”结构的磁性荧光等离子体纳米探针（FMNS@Au），其可以产生高密度的表面增强拉曼散射（SERS）热点效应和高效的荧光共振能量转移（FRET）系统，用于SERS-荧光双模态测定MMP-2的活性。该纳米探针包含MMP-2特异性识别底物（肽段：PLGVR）的生物素标记多肽，其可用作组装金纳米粒子（AuNPs）和磁性荧光纳米微球（FMNS）之间的桥梁。其中FMNS上修饰的罗丹明B作为拉曼信号分子和FRET的能量供体，AuNPs作为SERS基底和FRET的能量受体。在MMP-2存在的条件下，多肽底物会被MMP-2特异性剪切，导致SERS热点效应减弱，拉曼信号降低；与此同时，FRET系统被破坏，原本被AuNPs猝灭的罗丹明B荧光信号恢复。通过FMNS@Au将SERS和荧光分析方法结合，可使MMP-2的检测范围延伸至1-200 ng/mL，且检出限低至0.35 ng/mL。与传统的单模态检测方法相比，我们所构建的纳米探针可以实现SERS-荧光双模态下的MMP-2灵敏定量检测和荧光可视化半定量检测。此外，我们还利用骨肉瘤细胞为模型，研究了其在不同条件下MMP-2的表达水平。人血清中的MMP-2测定实验也验证了该纳米探针的有效性和实用性。该研究为临床诊断MMP-2相关疾病如骨肉瘤肿瘤提供了新的技术手段。

文章详情：Liu Lin, Chu Hongyu, Yang Jukun, Sun Ying, Ma Pinyi*, Song Daqian*. Biosensors and Bioelectronics. 2022, 212, 114389.

原文链接：https://doi.org/10.1016/j.bios.2022.114389