即时检测（POCT）技术在医疗、环境和食品检测中需求迫切，免疫层析测定（LFIA）因简便、低成本成为实用POCT策略。传统金纳米颗粒（AuNPs）消光能力有限，影响低浓度靶标检测灵敏度。

尺寸工程和形状工程理论显示，大尺寸和特殊形貌AuNPs可增强光吸收，但大尺寸三维AuNPs制备复杂，形貌和尺寸均一性不足。手性等离子体纳米材料因螺旋结构和各向异性，具有优异局部表面等离子体共振（LSPR）和宽带光吸收能力，结合手性转移和尺寸工程，可通过高序等离子体模式、大尺寸偶极模式提升信号，且配体利于功能化。

然而，手性AuNPs在LFIA中应用罕见，大尺寸手性纳米材料制备面临尺寸与手性转移平衡难题。本研究首次将手性转移和尺寸工程结合，合成三维风车形CAuNPs并用于LFIA检测鼠伤寒沙门氏菌，以突破传统方法局限。

研究内容

图1.风车形CAuNPs的表征

采用种子生长法，以球形Au为籽晶制备立方AuNPs，再经L-谷胱甘肽（L-GSH）诱导合成风车形CAuNPs。其呈棕黑色，尺寸约110nm，表面有凹螺旋结构，凹角约113°。UV-可见光谱显示300-900nm宽带吸收，LSPR峰位于660nm。FT-IR证实L-GSH通过Au-S键结合，XPS和XRD表明为面心立方结构。圆二色谱显示手性特征，EDS元素分布均匀，证实CAuNPs成功合成且兼具手性和良好光学性能。

图2.L-GSH浓度对CAuNPs生长动力学的调控

L-GSH浓度通过影响沉积（V沉积）和扩散（V扩散）速率调控CAuNPs形貌。当AuNPs:L-GSH为1:0.30时，V沉积略大于V扩散，形成小凹角立方结构；1:0.61时，V沉积进一步增大，生成形貌均一的风车形结构；1:1.21时，V沉积远大于V扩散，出现树枝状不规则结构；1:2.43时发生聚集。DFT模拟显示L-GSH优先吸附于Au（111）晶面，结合热力学和动力学分析，证实L-GSH通过手性转移调控CAuNPs各向异性生长，1:0.61为最优比例。

图3.CAuNPs的性能评估

通过控制立方AuNPs籽晶量（10-50μL），制备50-110nm的CAuNPs，尺寸与籽晶量成反比，大尺寸CAuNPs凹角小、表面积大。UV-可见光谱显示大尺寸CAuNPs吸收更强，红移更明显，标准曲线斜率为AuNPs的1.4倍，光吸收能力更优。稳定性测试表明，CAuNPs在NaCl浓度＞25×10⁻²M、pH3-11时性能稳定，优于传统AuNPs，得益于L-GSH表面官能团增强稳定性，适合LFIA应用。

图4.免疫探针的条件优化与性能评估

采用EDC/NHS法制备CAuNP-mAb免疫探针，优化后抗体用量6μg、探针体积8μL，均低于AuNP探针（12μg、12μL）。Zeta电位变化证实抗体成功偶联，ELISA检测显示CAuNPs抗体偶联效率（87.32%）和活性（92.99%）均高于AuNPs（75.09%、89.59%）。L-GSH的羧基通过共价键高效结合抗体，减少空间位阻，保留抗体活性，为高灵敏度检测奠定基础。

图5.基于CAuNPs构建的LFIA检测性能评估

CAuNP-LFIA检测鼠伤寒沙门氏菌，在鸡肉样品中10¹-10⁶CFU/mL浓度范围内，T线信号随浓度降低而减弱，目视检测限（vLOD）为10²CFU/mL，定量检测限（LOD）0.59×10²CFU/mL，分别比AuNP-LFIA低100倍和14.1倍。重复性实验RSD＜2.26%，加标回收率89.46%-124.02%，特异性良好，仅对目标菌显色。20分钟完成检测，抗体用量少，性能优于多数已报道方法。

本研究结合手性转移和尺寸工程，以L-GSH为配体成功合成三维风车形CAuNPs，其具有均一形貌、宽带光吸收和良好稳定性，抗体偶联效率和活性高。基于此构建的LFIA平台检测鼠伤寒沙门氏菌，LOD达0.59×10²CFU/mL，LOD为10²CFU/mL，20分钟内完成检测，在鸡肉样品中表现出良好重复性、特异性和回收率，性能显著优于传统AuNP-LFIA。该方法为食品安全检测提供了高灵敏、快速的新策略，未来可拓展至其他生物标志物检测，通过研究更多手性配体进一步优化纳米材料性能。

 原文链接：https://doi.org/10.1016/j.cej.2025.160079