KAIST研究小組與韓國材料科學(xué)研究院(KIMS)研究小組合作，提出了一種具有微珠形式的分子傳感器，用于快速原位檢測生物液體或食品中的有害分子。由于傳感器設(shè)計用于選擇性地濃縮帶電的小分子并放大拉曼信號，因此不需要耗時的樣品預(yù)處理。

拉曼光譜通常稱為分子指紋。然而，它們的低強度限制了它們在分子檢測中的應(yīng)用，特別是對于低濃度。通過將分子定位在電磁場強烈定位的金屬納米結(jié)構(gòu)表面上，可以顯著放大拉曼信號。然而，使用拉曼信號檢測溶解在復(fù)雜生物流體中的小分子仍然具有挑戰(zhàn)性。粘合蛋白不可逆地吸附在金屬表面上，這阻止了小目標(biāo)分子進入金屬表面。因此，在分析之前純化樣品是先決條件。但是，它需要很長時間并且很昂貴。

來自KAIST的Shin-Hyun Kim教授團隊和KIMS的Dong-Ho Kim博士團隊的聯(lián)合團隊通過使用水凝膠封裝金納米粒子的聚集體來解決這個問題。水凝膠具有三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，使得小于網(wǎng)狀物的分子是選擇性滲透的。因此，水凝膠可以排除相對大的蛋白質(zhì)，同時允許輸注小分子。因此，金納米粒子的表面保持完整對抗蛋白質(zhì)，其容納小分子。特別是，帶電荷的水凝膠能夠使帶相反電荷的小分子濃縮。也就是說，通過材料自動完成純化，從而不需要耗時的預(yù)處理。結(jié)果是，

利用分子傳感器，研究小組證明了在沒有樣品預(yù)處理的情況下直接檢測溶解在蛋中的氟蟲腈砜。最近，受到殺蟲劑污染的雞蛋在歐洲，韓國和其他國家蔓延，威脅著健康并造成社會混亂。氟蟲腈是最常用的獸藥殺蟲劑之一。通過雞皮膚吸收?代謝，代謝產(chǎn)物β-環(huán)砜在雞蛋中積累。由于β-環(huán)砜攜帶部分負(fù)電荷，它可以使用帶正電荷的微凝膠濃縮，同時排除卵中的粘附蛋白，例如卵清蛋白，卵球蛋白和卵類粘蛋白。因此，可以直接測量氟蟲腈砜的拉曼光譜。

金教授說：“分子傳感器不僅可用于直接檢測食品中的有害分子，還可用于血液或尿液中的殘留藥物或生物標(biāo)志物。” Dong-Ho Kim博士說：“由于不需要進行樣品處理，因此可以節(jié)省時間和成本。”