ACS Nano|用于生物流体中快速检测纳米塑料的可光可编程纳米抓取器

快速且可靠地检测复杂生物和环境介质中的纳米塑料及其他分析物对公共卫生管理和环境保护非常重要，但仍然缺乏有效的方法。本文介绍光电子镊子辅助纳米抓取器（OET-NGP），这是一种可重构的捕获系统，能够动态组装金属纳米颗粒，形成可光可编程的抓取结构。该方法不仅实现了快速的分析物浓集，还能形成高度均匀的热点，并提升表面增强拉曼散射（SERS）的复现性，达到罗丹胺 B 的检测极限低至 4.43×10^–8 米。更重要的是，OET-NGP 平台能够在水溶液和血清中，以μg/mL 水平进行原位捕获和 SERS 检测纳米塑料。这些结果凸显了 OET-NGP 作为高效纳米塑料检测的强大感测工具的能力和巨大潜力，并具有在环境监测和生物安全评估方面的巨大潜力。

该研究以题为“Light-Programmable Nanograspers for Rapid Nanoplastics Detection in Biological Fluids”发表在ACS Nano上。

（A）光诱导电润湿芯片结构的横截面示意图及其工作原理，展示了通过光诱导力操控纳米抓取器的过程。（B）时序图像，展示了在矩形光图案下金纳米颗粒的聚集过程，随后将其固定在基底上。（C）基于像素强度分析生成的时间相关灰度热图，展示了纳米颗粒在光照区域内沿两个方向积累的演化过程：沿边缘的垂直方向（方向A）和对角线方向（方向B）。示意图插图中将沉积过程划分为五个区域（区域A至D），标示了纳米颗粒积累的时间顺序。（D）固定后金纳米颗粒结构对应的扫描电子显微镜图像，验证了高保真度图案的形成。（E）通过光控操控实现高精度、灵活组装成任意形状的展示。扫描电子显微镜图像展示了组装后的结构（比例尺：10 μm）。

总结

光编程纳米抓取器这项技术，巧妙地将光电镊与纳米颗粒结合起来，搭建出一个灵活可变的捕获系统。简单来说，就是通过光照在芯片上画出任意形状，引导金纳米颗粒像“手”一样快速聚拢，形成高密度的抓取结构。这个过程不仅快——十几秒就能完成，而且重现性好，能形成均匀的SERS热点，检测罗丹明B的灵敏度可以达到4.43×10⁻⁸ M。更重要的是，这套方法不再局限于水溶液，研究者通过两步电压调控，成功在血清这种复杂的生物样本里实现了纳米塑料的原位富集和检测。

实验验证了该平台对聚苯乙烯和聚对苯二甲酸乙二醇酯纳米塑料的检测能力，检测限分别达到了5.6 μg/mL和8.9 μg/mL。从捕获、富集到信号读取，整个过程快速且稳定，相对标准偏差控制在7%左右。与传统方法相比，这项技术的优势在于无需复杂的样品前处理，就能直接分析生物流体中的纳米塑料。研究者还通过质谱法验证了检测结果的可靠性，为今后在环境监测和生物安全评估中提供了一种新的思路。

参考文献：

DOI: 10.1021/acsnano.5c20989