关键词

磁分离，LFIA，双抗原夹心，拉曼，

文献信息

"Core–Shell-Heterostructured Magnetic–Plasmonic Nanoassemblies with Highly Retained Magnetic–Plasmonic Activities for Ultrasensitive Bioanalysis in Complex Matrix"

DOI: 10.1002/advs.201902433

Adv. Sci. 2020, 7, 1902433

南昌大学熊永华

摘要

本文报道了一种油酸包被氧化铁纳米颗粒(OC-IONPs)与油胺包被金纳米颗粒(OA-AuNPs)共组装形成胶体磁等离子体纳米组件(MPNAs)的简便自组装策略。所得到的MPNAs表现出典型的核壳异质结构，包括聚集的OA-AuNPs作为等离子体核，周围是组装的OC-IONPs磁壳。由于OA-AuNPs的高负载和OC-IONPs的合理空间分布，所得到的MPNAs同时表现出高保留的磁等离子体活性。利用MPNAs作为磁分离器和等离子体信号换能器的固有双重功能，证明组装后的MPNAs在识别分子表面功能化后，可以在LFIA上实现同时磁操纵和光学检测。综上所述，核壳异质结构MPNAs可以作为从复杂生物样品中分离和浓缩目标化合物的磁性和同步光学传感的纳米分析平台。

研究背景

多功能纳米颗粒( NPs)是一种新型的复合纳米颗粒，由一种以上的成分组成，近年来因其在成像、传感、治疗、催化、和分离等方面的广泛应用而引起了广泛的关注在现有的多功能NPs中，具有磁性和等离子体双组分的纳米材料因其具有固有的光学和磁性特性而具有广泛的应用前景，包括生物标记、生物成像、生物分析和生物分离等理想的磁等离子体纳米结构应具有强磁响应和优良的等离子体信号转导器。近年来，人们设计了各种不同的方法来制备不同类型的MPNSs金纳米粒子(AuNPs)在氧化铁NPs (IONPs)表面。制备的纳米复合材料具有典型的核壳“镀金磁性”纳米结构。然而，由于沉积在离子NPs表面的金壳层固有的磁屏蔽效应，这种纳米结构的饱和磁化强度随着等离子体分量的增加而急剧下降。虽然这一困境可以通过减少等离子体组分来部分缓解，但相应的等离子体活性在很大程度上受到了损害。据我们所知，合理设计能同时最大化饱和磁化强度和等离子体光学活性的MPNSs仍然是一个巨大的挑战。因此，迫切需要一种简单而通用的合成策略来制造理想的纳米结构，使磁性和等离子体成分在单个MPNSs中实现和谐的集成。

理论上，当磁元件作为等离子体材料的壳层，形成一种新型的“磁包金”核壳异质结构纳米复合材料时，由于磁元件固有的磁性不能被等离子体元件屏蔽，磁响应可以被保留。此外，这种MPNSs中的等离子体光活性可以通过增加等离子体光活性来提高等离子体组分的质量百分比。因此，精确控制AuNPs和IONPs在MPNSs中的分布，对于实现油膜包覆金纳米颗粒(OA-AuNPs)定向自组装成等离子体核和油酸包覆氧化铁纳米颗粒(OC-IONPs)定向自组装成均匀分布的磁壳，构建理想的“磁包覆金”核壳异质结构纳米材料至关重要。近年来，人们开发了尺寸偏聚、熵驱动、表面电荷、和化学极性等策略，调节多功能纳米材料中不同NP组分的相分离，实现有序定向的NP分布，不断提高复合纳米材料的理化性能和光学性能。例如，Chen等人设计的磁荧光核壳型超级纳米粒子，IONPs组装成磁芯，CdSe/Cds量子点(QDs)组装成荧光壳，相分离明显，光致发光明显增强。此外，设计并制备了具有相分离结构的代表性MPNSs，如蛋黄壳型磁-等离子体纳米杂化体和哑铃状磁-等离子体二聚体，以最大限度地减少多组分干扰，优化磁和等离子体活性。然而，这种MPNSs的精确合成是复杂的，依赖于精细的分子设计。

基于自组装的胶体化学合成路线已被公认为制备具有独特结构和多组分空间分布的各种异质结构纳米晶体的通用方法在这种情况下，不同NP组分的相分离不仅受到NP表面性质(如表面润湿性、电荷、化学基团和能量)的影响，还受到NP的形态和尺寸以及反应性溶剂体系的影响。在各种自组装体系中，由聚合物相容性介导的不同NP组分定向自组装因其方便、简单而引起了多功能材料制造领域的广泛兴趣我们之前的工作报道了核壳异质结构磁性荧光纳米珠(MFNBs)的自组装合成，其中引入聚马来酸酐-替代-1-十八烯(PMAO)和聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)，根据OA-QDs和OC-IONPs在PMAO和PMMA聚合物基质中的溶解度差异，诱导了烯胺包被CdSe/ZnS量子点(OA-QDs)和OC-IONPs的相分离结果表明，OA-QDs和OC-IONPs主要分布在MFNBs的外层。OA-QDs和OC-IONPs在MFNBs中合理的空间分布使MFNBs的发光显著增强，并有效地保留了饱和磁化强度。

在本研究中，我们报道了通过将OA-AuNPs与OC-IONPs共组装成聚合物纳米珠，轻松合成磁等离子体纳米组件(MPNAs)。合成的MPNAs具有典型的核壳结构，其中OA-AuNPs优先聚集形成电浆核，OC-IONPs聚集形成磁壳。这种独特的核壳异质结构为OA-AuNP和OC-IONPs提供了有效的空间分离，从而最大限度地减少了它们之间的干扰。同时，分布在壳层的OC-IONPs达到了最大的保留率，由于等离子体元件没有磁屏蔽，这在传统的核壳结构MPNSs中经常遇到。考虑到OC-IONPs和OA-AuNPs的磁性和等离子体组分在空间上的合理分布，自组装的MPNA具有高保留的磁性(=初始OC-IONPs饱和磁化强度的79.5%)和增强的等离子体活性。这种优异的磁等离子体性能使所得到的MPNA具有同时进行磁操纵和光学检测的巨大潜力。利用MPNA作为信号换能器和磁选机的固有双重功能，我们展示了它们作为双功能探针的潜力，以提高横向流动免疫分析(LFIA)平台的检测性能。综上所述，我们提出的具有磁性和等离子体性质的核壳异质结构可以作为一种新的纳米分析平台，用于从复杂的生物样品中分离和浓缩目标化合物，同时利用等离子体性质进行光学传感。

结果与讨论

1.MPNAs的合成与表征

OA-AuNPs (10 nm，图S1)和OC-IONPs (10 nm)被用作成功合成多功能MPNAs的组件。

制备MPNA的自组装过程原理图所示。在一个典型的过程中，OA-AuNPs, OC-IONPs和PMAO分散在氯仿中，然后使用十二烷基硫酸钠(SDS)作为表面活性剂，通过胶束包封转移到水溶液中。在氯仿蒸发后，OA-AuNPs和OC-IONPs倾向于组装成大而紧凑的纳米复合材料。图1a的大区域透射电子显微镜(TEM)图像显示，得到的球形MPNAs具有典型的核壳结构，平均尺寸为225 nm，略小于通过动态光散射(DLS)测量得到的MPNAs的水动力直径(Hp) (238 nm)(图1e)。这种细微的差异是由于MPNA表面存在PMAO聚合物层，TEM成像对比度较低。图1b的高倍TEM图像表明，每个MPNA纳米球内部都发生了明显的相分离，其中OA-AuNPs优先聚集并形成等离子体核，而OC-IONPs均匀分布并组装成磁壳。在以OA-AuNPs或OC-IONPs为构件的单组分自组装系统中，观察到OA-AuNPs聚集和OC-IONPs均匀分布的相似自组装行为(图S2)。在图1c中，由于OA-AuNPs和OC-IONPs的电子穿透能力不同，进一步的高分辨率TEM图像显示出OA-AuNPs和OC-IONPs之间的明显区别，其中OA-AuNPs表现出比OC-IONPs更高的对比度，从而在TEM成像中产生较暗的点。随后，进行电子层析成像分析了组装后的MPNA的核壳结构。图1d和vedio S1显示了MPNA在-60°至60°倾斜角度下的典型层析TEM图像，其中OC-IONPs在三维空间上围绕聚集的OA-AuNPs进行空间排列，验证了核壳异质结构MPNA的成功形成。此外，这些层析TEM图像还揭示了聚集的OA-AuNP的偏离中心位置。为了进一步研究OA AuNPs和OC-IONPs在MPNAs内部的形态和分布，进行了能量色散x射线能谱(EDS)和元素作图、高角度环形暗场透射电镜(HAADF-STEM)元素作图、粉末x射线衍射(XRD)和x射线光电子能谱(XPS)。如fig.1 f所示，EDS显示合成的MPNAs中存在强烈的Au和Fe信号，元素组成为66.8% Au和33.2% Fe，这与OA-AuNPs和OC-IONPs的初始用量一致。HAADF-STEM和EDS元素映射显示Au元素集中在核心位置，而 Fe元素均匀均匀地分布在 MPNAs 的外层(图1g)。EDS元素线扫描进一步验证了所设计MPNA的核壳异质结构 (图1h)。此外，XRD谱图 (图1i) 和XPS谱图 (图1j，图S3) 证明了组装的 MPNAs 中 OA-AuNPs 和 OC-IONPs 共存。这些结果证明了通过乳化自组装策略将 OA-AuNPs 和 OC-IONPs 共组装成核壳异质结构 MPNA 的可行性。此外，使用三氯乙烯、甲苯或苯作为有机相代替氯仿，获得了一系列平均尺寸为 200 nm 的相似核壳结构的纳米组件(图S4)。这一发现表明微乳液共组装方法的通用性。根据这些观察结果，我们推测MPNAs核壳结构明确的形成可能是由于 OA-AuNPs 和 OC-IONPs 在 PMAO相中的溶解度差异，以及疏水相互作用可以驱动 OA-AuNPs 和 OC-IONPs 的定向自组装。为了更好地描述所提出的MPNA的磁性和等离子体特性，我们使用相同的自组装方法合成了两个大小为=200 nm的对照纳米球，包括等离子体(PNA10，使用10 mg OA-AuNPs作为组件)和磁性纳米组件(MNA10，使用10 mg OC-IONPs作为组件)，并通过TEM和DLS分析进一步证实(图S2)。

原理图. 图1.

2.MPNAs的高保留磁性和拉曼性能

MPNAs的磁性和等离子体活性主要取决于纳米复合材料固有的几何结构以及单个纳米复合材料中磁性和等离子体组分的相对质量比。所组装的MPNA显示出典型的核壳结构，其中MPNs在空间上相互分散，从而最大限度地减少了彼此之间的干扰。同时，OA-AuNPs以核的形式分布在MPNAs内部，消除了Au壳层对磁响应的屏蔽作用，获得了较高的饱和磁化强度。

为了更好地平衡MPNA的磁性和等离子体活性，在自组装过程中通过改变 OA-AuNPs 和 OC-IONPs 的原料使用比例来调节单个 MPNA 内部磁性和等离子体成分的相对质量比。MPNAs 的合成条件和表征结果如表S4所示。结果表明，以 5:5 ~ 9:1 的 OA-AuNPs 和 OC-IONPs 添加比合成的 MPNAs，其颗粒直径 (200 ~ 250 nm) 大致相等，多分散性指数=0.1，具有较高的合成稳定性和重复性。当 OA-AuNPs 和 OC-IONPs 的用量比增大时（5:5 到 9:1），UV-vis 吸收光谱在522 ~ 538 nm处最大吸收峰出现轻微红移 。结果，所制备的MPNA在调整原料比例过程中呈现出从橙色、红色到苋菜色的颜色变化。此外，表S1显示，随着用量比的增加，最大吸光度从0.69增加到1.35，这是由于单个MPNA内OA-AuNP掺杂量增加所致。而随着OC-IONPs掺杂量的减少，饱和磁化强度从54.8 emu/g逐渐降低到10.3 emu/g。磁回收率，定义为磁选前后MPNA含量的百分比磁场，从98.5%大大降低到74.9%。因此，为了保证等离子体活性增强，同时保持较高的饱和磁化强度，我们选择了OA-AuNPs和OC-IONPs的最佳进料比为7:3，并应用于自组装合成MPNAs(标记为MPNA-7:3)。五种不同的纳米组件，包括MNA-10、MNA-3(使用3 mg OC-IONPs作为组件)、MPNA7:3、PNA-7 (使用7 mg OA-AuNPs作为组件) 和PNA-10的磁性和光学特性如图2a、b所示。在MNA和MPNA纳米复合材料的合成和利用(洗涤和收集)后，立即观察到这些纳米结构的磁性能。图2b显示，MNA-10、MNA-3和MPNA-7:3纳米复合材料易于被外部磁场收集。然而，PNAs (PNA-7和PNA-10) 没有明显的磁响应性。图2a说明了MNA溶液的颜色是浅黄色，而MPNA-7:3和PNAs (PNA和PNA-10) 的溶液颜色分别是酒红色和苋菜色。MNAs、MPNA-7:3和PNAs的吸收光谱如图2a所示，在相同颗粒浓度 (15 × 10-12 M) 下，MPNA-7:3纳米复合材料的吸光度明显高于常规MNAs (MNA-10和MNA-3)。MPNA-7:3的吸光度增强得益于众多组装的小颗粒的集体光吸收，这有助于提高基于吸收的检测方法的分析灵敏度。此外，我们还发现MPNA-7:3的吸光度低于PNA-10，这是因为MPNAs内部OC-IONPs磁性组分的存在降低了等离子体组分的相对质量比。然而，MPNA-7:3的吸光度比PNA高约1.1倍，这是因为在MPNA-7:3中组装的OC-IONPs相对于纯PNA7具有协同增强的吸光度。与PNAs不同，MPNA-7:3表现出优异的磁响应性，表明其在磁性相关应用方面的潜力。图2e显示，饱和磁化强度为33.1 emu/g时，MPNAs 的磁化曲线呈现超顺磁性。MPNAs 的饱和磁化强度达到纯OC-IONPs 的79.5%，约为MNA (24.7 emu/g，纯OCIONPs的 59.3%) 的1.34倍。可能的原因是OA-AuNPs 优先聚集形成等离子核，占据了 MPNA-7:3 的内部空间，导致 OC-IONPs 主要集中在外层；相比之下，对于 MNA3, OC-IONPs 均匀分布在整个纳米颗粒内部，因此导致相对于MPNA-7:3更小的饱和磁化强度。另一方面，OA-AuNP聚集并分布在核心位置，这使得源自等离子子成分的磁屏蔽最小化，从而保持了MPNAs的高饱和磁化强度。

图2.

为了进一步探索得到的MPNA-7:3对T线处光密度(OD)值的影响，将30 nm AuNPs (AuNP-3)、MNAs、MPNA7:3 和 PNAs 四种不同的纳米结构以30 × 10-12 M的摩尔浓度喷到硝化纤维(NC)膜上作为T线；然后使用商用 HG-8 条带读取器收集相应的OD值。结果表明，MPNA-7:3的OD值高达276.5，比常规的 AuNP3o 和 MNA1o 分别提高了=10.7倍和2.3倍(图3a)。MPNA-7:3纳米复合材料在条带上的高OD值主要是由于整个组装的小型 AuNPs 的集体吸收。此外，PNAs显示T线处OD值最高 (比MPNA-7:3高1.4倍)，这主要是由于 MPNA-7:3 中 AuNPs 的质量百分比(70%)相对于纯 PNAs (100%) 较小。这些发现表明，组装的 MPNA-7:3 和 PNAs 可以作为放大比色标签，进一步提高吸收为主的信号输出策略的检测灵敏度。如图3b所示，进一步对MPNA-7:3的紫外-可见吸收光谱和磁恢复分析表明，在 530 nm 处的吸光度和磁恢复效率随pH值从3到14的变化可以忽略。这一发现表明，MPNA-7:3 在较宽的pH范围内具有较高的胶体、光学和磁性稳定性。从图3c可以看出，MPNA-7:3 在 530 nm 处的吸光度、磁回收率和储存30天后的H-D没有明显变化。这一发现表明，MPNA-7:3 具有良好的长期储存稳定性，在储存过程中不渗漏或降解。图3d，e展示分散在缓冲液、人工血清和人血清溶液中的MPNA-7:3在观察12 h后仍然保持其原来的 H-D 和磁恢复效率，这意味着 MPNAs 具有较高的胶体稳定性，具有潜在的生物学应用价值。优异的胶体、光学和磁稳定性可以归因于良好保留的油胺或油酸配体钝化，以及由于涂覆在 MPNAs 上的聚合物表面层，OA-AuNPs 和 OC-IONPs 与周围环境的空间隔离。

图3.

3.用MPNAs-LFIA高灵敏检测血清中的丙型肝炎病毒抗体

受到 MPNA 高保留的磁性和等离子体活性的鼓舞，在LFIA测试条平台上研究了使用MPNA作为新型双官能探针的可行性，这是一个强大的护理点(POC)诊断工具在这种情况下，由于MPNA-7:3纳米复合材料具有平衡的磁性和等离子体活性，因此被应用于制备MPNA-LFIA带材。HCV感染可引起各种肝脏疾病，如肝硬化、肝细胞癌和肝功能衰竭，发病率和死亡率很高几种血清学检测方法，包括酶联免疫吸附试验(ELISA)和核酸检测用于诊断HCV感染。其中，ELISA检测HCV抗体(anti-HCV)的血清学检测被认为是临床的一线诊断，但该方法操作复杂，检测时间长，阻碍了常规POC诊断的应用。因此，一种敏感、快速和准确的抗-HCV检测方法被高度期待用于监测病情进展肝脏疾病的预后。

原理图2.

为了与抗原等识别分子偶联，将MPNA-7:3 NPs分散在碱性水中，使PMAO的酸酐水解成羧基。将羧化的MPNA-7:3纳米球通过EDC介导的共价偶联修饰丙型肝炎病毒抗原(HCV-Ag)，形成MPNA-7:3@HCV-Ag作为检测探针，使H-D从238.2 nm增加到252.4 nm(图S6)。同样的方法，在MPNA-7:3表面修饰抗地高辛单克隆抗体(anti-DIG mAb)，制备MPNA-7:3@anti-DIG mAb作为对照探针，与样品溶液中抗- HCV浓度无关，作为C线上的参考信号，以OD/ODc值(T线信号与C线信号的比值)为定量信号，进行可靠的比值检测。

原本图2介绍了所设计的用于人血清抗- HCV 敏感检测的MPNA-7:3-LFIA条带的原理。首先加入MPNA-7:3@HCV-Ag和MPNA@anti-DIG单抗，与350 μL人血清溶液混合，捕获抗- HCV，形成MPNA-7:3@HCV-Ag-anti-HCV复合物。磁性收集复合物，重悬于70 μL PBS 中，将HCV抗原和山羊抗小鼠IgG分别作为T系和C系涂于NC膜上制备的LFIA试验条运行。为了进行直接比较，我们将MPNA-7:3在LFIA中的表现与MNA1o、PNA1o和AuNP3o进行了基准测试，使用相同的抗体组和双抗原夹心LFIA条带设计。

为了在T和C系获得最高的灵敏度和合适的OD值，MPNA-LFIA条带的开发和优化包括用MPNA-7:3标记HCV抗原条件 (图S7a-pH值，图S7b-EDC浓度，图S7-HCV抗原标记量），T系上喷HCV抗原的浓度(图S7d-MPNA-7:3 用量）；每个条带中MPNA-7:3@HCV-Ag探针的用量(图S7e)，以及用于信号响应的免疫反应时间 (图S7)。使T线处OD值最大化的优化条件如图S7所示。

图S7.

在上述最佳条件下，通过MPNA-7:3-LFIA、MNA-10-LFIA、PNA-10-LFIA和AuNP-30-LFIA测定0-120 pg/mL范围内不同浓度抗-HCV的一系列人血清样品溶液。然后，分别采用目测法和商用HG-8读条仪对4种LFIA条带的检测性能进行定性和定量的比较。对于抗- HCV定性检测，确定了视觉检测极限(vLOD)，即在T线处产生可见红色带所需的最低抗- HCV浓度。

图4a总结了不同靶标抗- HCV浓度下的反应条带原型照片。结果表明，MPNA-7:3-LFIA的vLOD为0.24 pg/mL，分别比 MNA-10-LFIA、PNA-10-LFIA 和 AuNP-30-LFIA 低 4.0 倍、15.8 倍和 62.5 倍。对于抗- HCV 的定量，通过绘制 OD/ODc 值随靶标抗- HCV浓度的变化曲线来描述抗- HCV的检测结果。如图4b所示，在所有四条LFIA条带中，OD/ODc值与抗- HCV浓度之间存在良好的线性关系。MPNA-3-LFIA条带线性检测范围最宽(0.24-120 pg/mL)和最低LOD值0.24 pg/mL(由空白加三倍标准差计算)。与传统的 AuNP-30-LFIA 条带相比，所提出的 MPNA 的灵敏度。3-LFIA条带显示了=65.3倍的改善，这主要是由于 MPNA-7:3 的等离子体活性显著增强，以及通过额外的磁分离步骤对目标的清除和浓缩。此外，与磁分离辅助 MNA-LFIA 条带相比，MPNA-7.3-LFIA 方法的灵敏度提高了4倍，因为 MPNA-7:3 的吸光度高于 MNAs。虽然组装的PNAs 具有比 MPNA-7:3 更强的光学吸收，但 PNA-LFIA 条带的灵敏度比我们的 MPNA-7:3- lfia方法低14.7倍。造成这种现象的可能原因是，MPNA-7:3 表现出优异的磁响应性，可以通过磁操纵从复杂的生物样品中分离和浓缩痕量目标分析物，并消除基质干扰对 MPNA-7:3-LFIA 条带的影响。这些结果表明，所设计的 MPNA-7:3 纳米球具有较高的等离子体活性和磁性活性，非常适合作为提高LFIA灵敏度的放大双功能探针。

为了研究 MPNA-7:3-LFIA 条带抗HCV识别的特异性，选择几种常见的干扰蛋白，包括甲胎蛋白、癌胚抗原、C反应蛋白、降钙素原、人绒毛膜促性腺激素、HCV Ag、乙型肝炎表面抗原、牛血清白蛋白(BSA)和卵清蛋白作为对照物质。如图4c所示，在测量抗- HCV 时观察到高信号响应 (7.5 pg/mL)，而在测试其他干扰蛋白 (1 μg/mL) 时，信号响应可以忽略，这表明所提出的 MPNA-7:3-LFIA 条带对抗 HCV 检测具有良好的选择性。通过测定5个目标浓度分别为3.8、7.5、15、30 和 60 pg/mL 的抗 HCV 血清样本的检测内和检测间回收率和变异系数(CV)，完成了对所提出的 MPNA-7:3-LFIA 的准确性和精密度估计。如表S2所示，检测内和检测间的平均回收率在90.43%至111.34%之间，CV小于11%，表明抗- HCV定量具有可接受的准确性和精密度。考虑到它的高 MPNA-7:3-LFIA 条带灵敏度高、选择性好、精密度高，可进一步推广应用于真实血清中HCV感染的临床监测。采用ELISA法评价 MPNA-LFIA 条带的检测准确性和可靠性。采用 MPNA-7:3-LFIA 条带和商业 ELISA 试剂盒同时检测10份不同抗HCV浓度的HCV阳性血清。MPNA-7:3-LFIA与 ELISA 检测结果吻合较好(图4d和表S3)，两种方法之间具有较高的线性相关性(R2 = 0.9787，图4e)，表明 MPNA-7:3-LFIA在抗- HCV的定量检测中具有较高的准确性。时间分辨荧光免疫分析法 (TRIFMA) 是目前最常用的检测临床真实血清样本抗- HCV的常规筛查技术。我们进一步比较了 MPNA-7.3-LFIA 与商业 TRIFMA 试剂盒的分析性能。两种方法同时检测了32份丙型肝炎患者HCV阳性血清和20份健康志愿者 HCV 阴性血清。如表S4所示，所有HCV阴性样品均采用 MPNA-7:3-LFIA 和 TRIFMA 检测阴性。相比之下，使用MPNA-7:3-LFIA，所有HCV阳性样本都被正确检测(即阳性)，而使用 TRIFMA, 32个阳性样本中有8个被确定为阴性。可能的原因是8个血清样本的抗- HCV浓度低于 TRIFMA 的 LOD 值。综上所述，所提出的 MPNA-7:3-LFIA 条带在真实血清样本中抗- HCV快速诊断检测中具有高于TRIFMA的准确性，表明所提出的方法可作为 TRIFMA 在临床抗- HCV快速诊断检测中的替代方法HCV感染的临床常规筛查，因为它简单、灵敏度高、分析时间短、与常规POC诊断应用的兼容性更好。

图4.

研究结论

在此，我们报道了通过将OC-IONPs和OA-AuNPs共组装成聚合物纳米珠，成功合成了胶体核壳异质结构 MPNA。由于等离子体核与磁壳的空间分离，与传统核壳镀金磁性NPs相比，当前MPNA 能有效防止等离子体成分固有磁屏蔽导致磁成分饱和磁化强度的降低。此外，通过调节OC-IONPs和OA-AuNPs的应用比例，使OA-AuNPs的负载最大化，MPNAs的等离子体活性显著增强。利用高保留饱和磁化和增强型等离子体信号换能器的优势，将组装好的MPNA与LFIA条带平台集成，同时进行磁操纵和超灵敏光学检测人血清中抗- HCV, LOD为0.24 pg/mL，与其他三个对照组 MNA-10、PNA-10和AuNP-30 相比，灵敏度至少提高了4倍。总的来说，我们设计的核壳异质结构 MPNAs 是一个很有前途的磁-等离子体纳米分析平台，用于从复杂生物样品中分离和浓缩目标分析物，同时使用等离子体特性进行光学传感。考虑到我们所开发的自组装策略的通用性，我们相信使用所提出的方法可以很容易地实现具有各种组件的组装复合多功能NPs。