Обнаружение пестицидов и других экологически вредных химикатов на основе флуоресценции ограничено способностью существующих методов надежно и выборочно определять конкретные химические вещества. Исследователи A * STAR разработали процесс соосаждения, который удаляет избыток реагентов для повышения эффективности флуоресцентных датчиков.Флуоресцентные свойства защищенных белком кластеров золота делают их полезными для обнаружения и определения различных химических веществ, таких как перекись водорода и ртуть. Однако чувствительности обнаружения препятствуют любые свободные белковые молекулы, которые остаются в кластерном растворе, поскольку эти белки могут снижать флуоресценцию или взаимодействовать с обнаруживаемыми химическими веществами.
Обычно используемые методы выделения защищенных белком кластеров золота (например, ультрацентрифугирование, хроматография и диализ) часто омрачены практическими проблемами, такими как проблемы с растворимостью или недостаточное разделение, если белок слишком велик или похож по размеру на защищенные металлические кластеры.Мин-Юн Хан, Юн-Вей Чжан и его коллеги из Института исследований и инженерии материалов A * STAR, Института высокопроизводительных вычислений A * STAR и Национального университета Сингапура обнаружили простой способ удаления избытка бычьего сывороточного альбумина ( BSA) из раствора кластеров золота (Au25), защищенных BSA, после модификации кластеров.Их метод разделения включает соосаждение кластеров Au25 и гидроксида цинка в основном растворе с последующим центрифугированием и удалением супернатанта, который содержит свободный БСА (см.
Изображение). При повторном диспергировании в буферном растворе осадок образует прозрачный раствор кластеров золота, защищенных BSA.
Команда Хана предполагает, что процесс соосаждения включает связывание гидроксид-ионов с поверхностными ионами Au (I) кластеров и последующее взаимодействие между ионами цинка и гидроксид-ионами, что приводит к осаждению гидроксида цинка.Этот механизм также эффективен при использовании ионов меди (II), кадмия (II) и свинца (II) в сильных щелочных растворах и приводит к образованию соответствующих гидроксидов металлов.
«После очистки кластеры, защищенные BSA, обладают высокой чувствительностью к обнаружению пероксида водорода и ионов ртути и являются визуально селективным методом обнаружения четырех различных пестицидов», — говорит Хан.В будущем команда намерена исследовать использование взаимодействий поверхностного связывания для выращивания наночастиц золота из кластеров. «Мы также надеемся использовать очищенные кластеры для разработки новых флуоресцентных сенсоров, обладающих высокой чувствительностью и селективностью», — объясняет Хан. «Более того, мы планируем распространить метод очистки на другие кластеры, такие как платина и серебро, и изучить их атомную структуру и потенциал для повышения производительности в приложениях зондирования и обнаружения».
