Glyco-gold纳米粒子作为纳米传感器

GAuNPs能够通过与蛋白质，酶或其他碳水化合物相互作用产生超分子网络，并且这种相互作用反映在由于金属NP的聚集而导致的LSPR带的可测量的移位中。通常以毫摩尔范围内的K D值为特征的碳水化合物 - 碳水化合物相互作用（CCI）非常难以检测。更新的数据证实了这些结合在许多细胞过程的调节中的关键作用[72]，然而，有关使用碳水化合物包被的金纳米粒子来研究CCI的研究仍处于初期阶段，目前尚未详细说明。评论[73,74]。相反，大量论文报道了使用糖 - 金纳米粒子作为智能纳米材料，能够识别蛋白质，病毒和肽类激素并与之相互作用。

检测碳水化合物 - 蛋白质相互作用

碳水化合物 - 蛋白质相互作用在许多病理和生理细胞功能中起关键作用，作为与大量生物事件相关的主要过程，例如炎症，癌症转移，生育等[75-77]。凝集素是识别碳水化合物配体的最扩散的一类蛋白质，并且它们被广泛研究以开发能够检测凝集素 - 碳水化合物相互作用的系统。严等人。利用金纳米粒子通过用11种不同的碳水化合物配体封顶金表面来识别和区分凝集素[78]。为了实现他们的目标，作者用凝集素处理GAuNP并使用线性判别分析（LDA）来分析LSPR变化并识别复杂样品中的凝集素。基于LDA的类似方法已被Gibson等人采用。在豆科植物凝集素中提供歧视[79]。在他们的论文中，作者通过仅使用两个2-氨基-2-脱氧糖（半乳糖胺和甘露糖胺）调整异质涂层来合成11个GAuNP。通过这种方法，并限制碳水化合物的合成努力，GAuNPs在低蛋白质浓度下显示增加的凝集素识别能力，使得能够容易地识别糖凝集素。利用表面增强拉曼光谱（SERS）利用AuNP扩增拉曼信号的能力，研究了聚糖 - 蛋白质相互作用[80]。。使用SERS的最大优势是可以提供描述聚糖 - 蛋白质相互作用的独特光谱特征。Boons和同事制备了无标记的乳糖包被的AuNP（直径为60nm）微阵列，以研究乳糖半乳糖凝集素（即半乳糖凝集素1和半乳糖凝集素3）和流感血凝素相互作用。将得到的NP沉积并在金层上干燥，并进行SERS测量。最后，进行偏最小二乘辨别分析（PLS-DA）以分析SERS光谱，将它们区分为具有统计相关性的不同类别。龙等人。[50]开发了一个简单的程序，实时分析单个NP水平的碳水化合物 - 蛋白质相互作用，首次采用了一种不寻常的技术，如暗视野显微镜，DFM（图3））。简而言之，该方法基于用蛋白质伴刀豆球蛋白A（ConA，物理吸附在表面上）和较小的葡聚糖包被的AuNP封端的60nm AuNP之间的相互作用。固定在载玻片上的ConA-AuNP用葡聚糖-AuNP处理，当两个颗粒相互作用时，检测到等离子体振荡的耦合，导致统计峰值波长分布的偏移。峰值波长的统计分析是从DFM通过用自行开发的统计程序（纳米粒子分析）分析它们获得的RGB（红色，绿色和蓝色）信息开始进行的。

一个非常有趣的结果报告了高度稳定的碳水化合物涂层金纳米粒子的设计，能够识别亚纳摩尔和低皮摩尔浓度水平的ConA，小麦胚芽凝集素和蓖麻凝集素[43]。在这种情况下，通过使用硫代两亲性连接体来赋予金表面仔细的装饰，以赋予糖基配体改善的溶解性和柔韧性。紫外 - 可见光谱和动态光散射测量已被用于检测低皮摩尔浓度的乳糖-AuNP，甘露糖-AuNP和GlcNAc-AuNP与其同源凝集素的相互作用。此外，通过使用固定化抗体微阵列，可以通过容易的肉眼设计通过添加银来增强的高灵敏度凝集素检测。Long等人已经使用等离子体共振光谱和肉眼。（图4）研究半乳糖苷-AuNPs与花生凝集素的相互作用[25]。在这种情况下，糖基残基不通过硫醇部分涂覆在金表面上，而是利用菌株促进的叠氮化物 - 炔烃环加成（SPAAC）将脂肪环辛炔上的叠氮基半乳糖苷共价连接。以这种方式，两亲性糖 - 脂质可以嵌入PEG化的金纳米颗粒上，并且显示在纳米系统的外壳上的糖部分可用于与凝集素相互作用。