バイオマーカーのマルチカラー視覚センシングのための発色プローブのin situ形成でアルカリホスファターゼ調節化

免疫学的標識としてのアルカリホスファターゼ（ALP）は、生化学的アッセイで広く使用されています。ここでは、プロイセンの青いナノ粒子と多色の重ね合わせ効果のin situ形成に基づいて、ALP活性検出のためのシンプルで効果的な戦略が提案されました。第一に、2-ホスホ-L-アスコルビン酸（AAP）のアルプ触媒加水分解からの生成物であるアスコルビン酸は、黄色のフェリシアニドをフェロシアニドに変換しました。次に、フェロシアニドと鉄イオン（Fe3+）の間の特異的な反応が、その場でプロイセンの青いナノ粒子の生成を開始しました。一方、Fe3+でキレート化された残留AAPと、安定したFe3+-AAP複合体がすぐに形成されました。茶色のFe3+-AAP複合体と異なる比率で黄色のフェリシアニドと混合されたプロイセンの青いナノ粒子が、明確な色の変化が提示されました。したがって、検出限界1.0 U/LのALP活性の高感度マルチカラーアッセイは、市販の試薬を単純にブレンドするだけで実現されました。さらに、複数のバイオマーカー検出用の磁気サンドイッチと競合センシングプラットフォームは、ALP制御されたマルチカラーシステムと十分に開発されたアプタセンソルを組み合わせることにより構築されました。センサーの実現可能性は、モデル標的としてトロンビンと前立腺特異的抗原を使用することにより、説得力を持って実証されました。さらに、提案されたマルチカラー戦略は、阻害効率を評価するために採用され、酵素阻害剤の視覚スクリーニングの可能性を示しています。このような容易で敏感で低コストのセンシング戦略は、ポイントオブケアテストの普遍的なプラットフォームを開発するための新しい視点を提供します。

Alkaline phosphatase (ALP), as an immunological label, is widely used in biochemical assays. Here, a simple yet effective strategy for ALP activity detection was proposed on the basis of in situ formation of Prussian blue nanoparticles and polychromatic superposition effect. Firstly, ascorbic acid, a product from ALP-catalyzed hydrolysis of 2-phospho-l-ascorbic acid (AAP), converted yellow ferricyanide into ferrocyanide. Then, the specific reaction between ferrocyanide and ferric ions (Fe3+) initiated the generation of Prussian blue nanoparticles in situ. Meanwhile, the residual AAP chelated with Fe3+, and a stable Fe3+-AAP complex was quickly formed. When Prussian blue nanoparticles mixed with brown Fe3+-AAP complex and yellow ferricyanide at different ratios, a distinct color variation was presented. Therefore, a sensitive multicolor assay of ALP activity with a detection limit of 1.0 U/L was realized by simply blending commercially available reagents. Furthermore, magnetic sandwich and competitive sensing platforms for multiple biomarkers detection were constructed by combining the ALP-regulated multicolor system with the well-developed aptasensor. The feasibility of the sensors was convincingly demonstrated by using thrombin and prostate specific antigen as model targets. In addition, the proposed multicolor strategy was employed for evaluating inhibition efficiency, and shows potential in visual screening of enzyme inhibitors. Such a facile, sensitive and low-cost sensing strategy provides a new perspective to develop universal platforms of point-of-care testing.