基于金纳米材料的可视化生物传感器的研究进展

马小明+孙密+林悦+刘银金+罗芳+郭隆华+邱彬+林振宇+陈国南

摘要可视化检测方法是一种以光学响应信号为基础，通过裸眼比较反应液中颜色的深浅或种类的变化，实现对目标物的肉眼识别检测， 具有检测结果可视化、操作简单快捷、检测成本低和响应速度快等优点。在各种纳米材料中，金纳米材料由于具有独特的光学性质，被广泛用于可视化传感器的构建。当纳米粒子之间的距离或形貌改变时，其局域表面等离子共振吸收峰会产生相应的变化，引起溶液顏色的改变。本文综述了近几年基于金纳米材料的可视化传感器在分析检测中的研究进展，分析了该技术在实际应用中面临的主要问题，并对未来的发展前景进行了展望。

关键词金纳米颗粒； 可视化传感器； 评述

1引 言

金纳米颗粒具有良好的稳定性，能够被长期保存，同时，通过改变合成方法能够制备出各种不同形貌、不同尺寸的纳米颗粒[1～]。金纳米颗粒具有较高的摩尔吸光系数（5

SymboltB@ 1010 L/（mol·cm）），比传统的显色染料高3～个数量级[5]。这使得基于金纳米颗粒的比色分析方法的检测灵敏度可以达到纳摩尔级别，检出限远低于传统的比色分析方法[6]。同时，金纳米颗粒具有独特的局域表面等离子体共振（Localized surface plasmon resonance，LSPR）特性，当材料的形貌、表面性质、反应环境或颗粒之间的距离发生改变时，其紫外可见吸收峰会发生变化，同时溶液的颜色也会相应地改变[7，8]。因此可以采用金纳米颗粒的颜色变化作为响应信号，依靠肉眼对信号进行读取识别，达到可视化检测的目的。自1997年Mirkin首次提出以金纳米颗粒为可视化检测的显色底物，基于金纳米颗粒可视化分析检测方法开始有了突破性的进展，随后被广泛用于核酸、蛋白质、离子、有机物和细胞等物质的检测中[9～12]。此外，金纳米颗粒具有优异的催化活性，能够催化显色底物产生颜色变化，从而实现待测物的可视化分析检测[13]。因此，基于金纳米材料的可视化生物传感器不仅能满足高灵敏的检测需求，同时具有操作简单、信号响应速度快、检测结果直观、不需要额外的辅助设备等优点，尤其适合于现场快速检测和实验条件较为落后等区域。

2基于金纳米材料距离变化的可视化分析法

金纳米颗粒之间距离的变化会引起LSPR的改变，从而产生溶液的颜色差异，因此可以根据金纳米颗粒的空间距离变化构建可视化传感器[1]。基于金纳米颗粒“距离变化”的可视化分析方法主要有交联聚集和非交联聚集。交联聚集主要是在金纳米颗粒表面上修饰不同的识别分子（如DNA、抗体、小分子等），通过目标物与识别分子之间特异性的识别作用（如DNA杂交、抗原抗体特异性识别、金属配体络合作用等），拉近金纳米颗粒之间的距离，溶液的颜色由红色转变为蓝色[15～18]。非交联聚集主要是通过改变金纳米颗粒的表面性质而引起的，如改变p值、离子强度、溶剂成分等[19，20]。

21交联聚集检测

通过AuS共价键将DNA修饰到金纳米颗粒的表面，利用碱基互补配对作用或核酸适配体对目标分子的特异性识别，实现了DNA、miRNA或小分子的可视化检测。如图1A所示，通过不对称修饰的方法在金纳米颗粒表面上分别修饰上两条不同序列的DNA，当存在目标DNA时，DNA之间通过碱基互补配对形成Y型结构，拉近了金纳米颗粒之间的距离，溶液的颜色由红色变为蓝色。值得注意的是，与传统通过DNA诱导金纳米颗粒聚集产生大量的团聚物不同，该方法形成了金纳米颗粒二聚体结构，减少了非响应性杂交，间接提升了金纳米颗粒的利用率，实现了对于pmol/L级别DNA的检测[21]。将探针序列替换成对于赭曲霉毒素A（OA）具有特异性识别的核酸适配体序列，便能实现小分子目标物的可视化检测[22]。此外，将金纳米颗粒不对称修饰技术与双链特异性核酸酶（DSN）循环扩增技术结合，也能实现miRNA的超灵敏可视化分析检测，检出限达05 fmol/L（图1B）[23]

在金纳米颗粒表面上功能化不同的反应基团，通过目标物与反应基团之间的特异性反应，可实现对目标物的可视化检测[2，25]。hou等[26]分别制备了修饰有炔基和叠氮基团的金纳米颗粒，通过抗坏血酸钠将Cu2+还原为Cu+，触发点击化学反应，拉近金纳米颗粒之间的距离，实现了对Cu2+的可视化分析检测，检出限为50

SymbolmA@ mol/L。在此基础上，Qu等[27]将氧化铜纳米颗粒代替传统的酶标记物修饰到二抗上，经过免疫反应后，二抗上的氧化铜纳米颗粒酸溶解之后生成Cu2+，随后用还原剂将Cu2+还原为Cu+触发点击化学反应，实现了对抗原的可视化分析检测（图2A）。此外，采用碱性磷酸酶（ALP）标记的检测抗体也能实现抗原的可视化检测，酶催化水解底物抗坏血酸磷酸酯钠（AAp）生成抗坏血酸，将Cu2+定量地还原为Cu+，随后经过点击化学反应，金纳米颗粒发生团聚，溶液颜色由红色变为蓝色（图2B）[28]。

图2（A）基于CuO标记的抗体和点击化学引发AuNPs聚集的可视化免疫测定[27]； （B）基于ALP酶促反应和点击化学反应诱导AuNPs聚集的可视化免疫测定[28]

ig2（A） AuNPsbased immunoassay with combination of CuO labeled antibody and click chemistry[27] （B） Visual immunoassay of AuNPs based on clicking chemical reaction triggered by alkaline phosphatase （ALP） enzymatic reaction[28]

未经过功能化修饰的金纳米颗粒也能通过诱导聚集，缩短纳米颗粒之间的距离，达到可视化检测的目的。Liu等[29]报道了一种基于乙酰胆碱酯酶催化水解产物诱导金纳米颗粒聚集的可视化检测方法，实现了对肠病毒71型（EV71）的高灵敏检测。 该方法以乙酰胆碱酯酶作为酶标记物，催化水解乙酰胆碱生成硫代乙酰胆碱； 硫代胆碱通过AuS共价键键合到金纳米颗粒表面。在静电作用的诱导下， 金纳米颗粒聚集，溶液的颜色由红色变为蓝色。此外，Liu等[30]发现乙酰胆碱酯酶的催化活性会被有机磷和氨基甲酸酯农药抑制，因此基于上述原理构建的可视化传感器也能用于农药残留物的检测（图3）。endprint

22非交联聚集检测

由于DNA具有带负电荷的磷酸骨架，将单链DNA修饰到金纳米颗粒表面可以提高粒子之间的静电排斥力，增强其稳定性并能在高盐离子浓度下稳定存在。然而，当DNA的空间结构发生变化时，DNA会远离金纳米颗粒表面。由于失去DNA的保护，金纳米颗粒在高盐离子浓度中的稳定性会急速下降，形成大量团聚体[31]。hao等[32]发现修饰有DNA的金纳米颗粒能够在高盐离子浓度下保持稳定，溶液的颜色为红色，但是当加入脱氧核糖核酸酶I将DNA水解后，在相同的离子强度下，由于缺乏DNA保护，金纳米颗粒形成聚集体，通过肉眼就能观察到明显的颜色变化。Liu等[33]发现发夹DNA也能有效地吸附在金纳米颗粒表面，防止金纳米颗粒在高盐浓度下发生聚集。当存在有目标DNA时，原本吸附在金纳米表面的发夹DNA会与目标物结合，引发杂交链式反应，最终形成较长序列的双链DNA，

远离金纳米颗粒表面，因此在高盐浓度下金纳米颗粒发生聚集，溶液的颜色由红色变为蓝色（图A）。基于非交联聚集的可视化检测方法也能用于小分子的检测，Yang等[3]报道了OA适配体包裹的金纳米颗粒能够在高盐离子浓度下稳定存在，当存在有目标物时， OA会与适配体结合形成G四链体，远离金纳米颗粒表面，因此在高盐浓度下溶液的颜色由红色变为蓝色，依据溶液的颜色变化实现对20 nmol/L OA分子的可视化检测（图B）。此外，可以通过溶液酸碱度变化构建可视化传感器，富含C碱基的DNA序列在不同酸碱度中呈现出不同的结构，在不同的p值下， 当DNA的结构发生改变，金纳米颗粒由于失去DNA的保护而聚沉，溶液的颜色由红色变为蓝色[35]。

图（A）基于杂交链式反应的免酶催化金纳米颗粒可视化检测DNA[33]； （B）基于适配体金纳米颗粒可视化传感用于OA的检测[3]

ig（A） Enzymefree colorimetric detection of DNA by using Au nanoparticles and hybridization chain reaction amplification[33] （B） Aptamerbased colorimetric biosensing of Ochratoxin A using unmodified gold nanoparticles indicator[3]

3基于金纳米材料形貌变化的可视化分析法

31基于金纳米颗粒生长的可视化分析检测

通过调控金纳米颗粒的生长过程，金纳米材料的形貌变化也会导致LSPR的改变， 根据溶液的颜色变化也可以构建可视化传感器[36]。如图5A所示，Rica等[37]通过控制金纳米颗粒生长过程中形貌变化实现血清中前列腺特异性抗原（PSA）和艾滋病病毒（IV1）的可视化检测。该方法采用修饰在酶标板上的捕获抗体对目标物进行识别，随后与修饰过氧化氢酶的检测抗体形成抗原抗体三明治夹心结构。当不存在目标物时，大量的双氧水（2O2）与氯金酸（AuCl）发生反应，加快了金纳米颗粒的生长速度，最终形成球形的、非聚集的红色金纳米颗粒。反之，过氧化氢酶会催化分解2O2成水和氧气，减缓晶体的生长速率，导致金纳米颗粒不对称生长，溶液的颜色为蓝色。通过肉眼识别溶液的颜色变化，实现了目标物的超灵敏可视化检测，检出限可达1 Symbolm@@ 18 g/mL[37，38]。Peng等[39]基于类似的机理，采用免疫竞争法实现了对甲基睾酮的可视化检测，检测灵敏度与传统方法相比提高了50倍。

图5（A）基于等离子体ELISA用于超灵敏可视化检测癌症标志物[37]； （B）基于乙醛脫氢酶催化金纳米颗粒生长的可视化检测[1]； （C）基于葡萄糖氧化酶催化金纳米颗粒生长用于肺癌癌症标志物的检测[2]； （D）基于目标物介导的适配体功能化的金纳米颗粒生长用于复杂样品中小分子目标物的可视化检测[3]

ig5（A） Plasmonic ELISA for ultrasensitive detection of disease biomarkers with naked eyes[37]； （B） Alcohol dehydrogenasecatalyzed gold nanoparticle seedmediated growth allows reliable detection of disease biomarkers with the naked eye[1]； （C） Glucose oxidasecatalyzed growth of gold nanoparticles enables quantitative detection of attomolar cancer biomarkers[2]； （D） Colorimetric detection of small molecules in complex matrixes via targetmediated growth of aptamerfunctionalized gold nanoparticles[3]

通过种子介导生长法，控制金纳米颗粒生长成不同形貌、尺寸的纳米颗粒，也能实现可视化检测[0]。Peng等[1]开发了一种基于乙醇脱氢酶催化分解反应来控制金纳米颗粒生长的可视化分析方法（图5B）。该方法以乙醇脱氢酶为酶标记物，以乙醇、烟酰胺腺嘌呤二核苷酸（NAD+）、晶种（5 nm）和AuCl为酶促反应底物。当存在目标物时，抗体上标记的乙醇脱氢酶会将NAD+和乙醇催化分解生成还原型辅酶I（NAD）和乙醛。反应生成的NAD将AuCl还原生成金单质，并在金核（5 nm）上不断地沉积生长，溶液的颜色发生明显的变化[1]。Liu等[2]以葡萄糖氧化酶为催化剂，催化分解葡萄糖生成2O2和葡萄糖酸，2O2将AuCl还原生成金单质并不断地在金核（5 nm）上面生长，金纳米颗粒的尺寸不断变大，溶液的颜色由无色变为红色，实现了PSA的高灵敏可视化检测，检出限达93 amol/L（图5C）。Soh等[3]在金纳米颗粒表面修饰上OA的核酸适配体序列，如图5D所示，当加入OA时，OA与适配体发生特异性结合，并远离金纳米颗粒随后加入羟胺（N2O）将AuCl还原成金单质并在原始的金种上均匀地生长，溶液颜色为红色； 反之，DNA包裹的金纳米颗粒产生不均匀的生长，溶液的颜色为蓝色。通过肉眼便能实现OA的可视化分析检测，检出限为1 nmol/L。endprint

在金纳米颗粒表面沉积上不同的贵金属材料，形成核壳结构，由于材料表面折射率或尺寸的改变所引起金纳米材料的LSPR变化，也能用于可视化传感器的构建。hou等[]采用ALP催化分解AAp生成具有还原性的抗坏血酸，将银离子还原生成银单质，并不断在金核（6 nm）上进行原位生长，形成银包金的核壳结构。由于银纳米材料具有较高的摩尔吸收系数，可以实现禽流感病毒的高灵敏可视化检测，检出限为175 pg/mL（图6A）。采用不同形貌的金纳米材料也能用于可视化传感器的构建，其中金纳米棒由于具有独特的LSPR光学特性，不同长径比的金纳米棒溶液呈现出不同的颜色，因此基于此原理构建的可视化传感器能够实现多种颜色变化，提高肉眼的识别能力[5， 6]。基于酶催化诱导银离子原位生长的思路，Gao等[7]报道了一种多色彩可视化检测方法，如图6B所示，银离子在金纳米棒表面不对称生长，改变了金纳米棒的长径比，其LSPR峰发生移动，溶液的颜色呈现丰富多彩的变化。将金纳米棒替换成金纳米双锥，调控反应条件在其表面上原位生长银单质，也能实现多色彩可视化检测，并且该方法的检测灵敏度相比于以金纳米棒的显色方法提高了3个数量级，通过裸眼识别不同的溶液颜色，便可以对待测物进行半定量分析检测[8]。此外，其它形貌的金纳米材料（如金纳米笼）也能通过原位生长形成金核银壳的结构，产生丰富多彩的颜色变化，实现可视化传感器的构建[9]。

32基于金纳米颗粒刻蚀的可视化分析检测

虽然基于纳米颗粒原位生长的可视化检测方法具有较好的灵敏度，但是由于反应过程中反应体积、反应容器和氯金酸的质量等外界条件的差别，会导致检测结果呈现假阳性或假阴性信号。此外，不同的操作者进行同一组实验时，检测结果也有可能存在显著性差异，例如加样的速度或顺序的区别也会直接影响实验结果[50]。因此，可以预先制备纳米材料，进行选择性氧化刻蚀，提高检测结果的稳定性。

Saa等[51]发现高浓度的辣根过氧化物酶（RP）在2O2的存在下， 有效地氧化刻蚀金纳米棒，使得金纳米棒的长径比变小。将该反应与葡萄糖氧化酶催化体系相结合，通过对比反应前后溶液颜色种类的变化，实现血糖的可视化检测。hang等[52]研究发现在弱酸性条件下，钼酸盐能够催化2O2和I

Symbolm@@ 生成I2，I2对金纳米棒进行氧化刻蚀，使得金纳米棒的长径比发生改变，溶液呈现不同种类的颜色变化（图7A）。通过芬顿反应氧化刻蚀金纳米棒也能用于可视化传感器的构建，如图7B所示，随着2O2浓度的增加，金纳米棒的LSPR峰逐渐蓝移，溶液的颜色呈现丰富多彩的变化，采用过氧化氢酶作为酶标记物，控制反应过程中2O2的含量，实现了甲胎蛋白、黄曲霉毒素B1和miRNA的多色彩可视化检测[53]。在传统的显色体系中，3，3'，5，5'四甲基联苯胺（MB）由于具有灵敏度高、显色结果稳定、无致癌性等优点被广泛用作于显色底物。研究发现，显色反应产物MB2+会与金纳米棒发生氧化还原反应，金纳米棒的长径比逐渐减小，溶液呈现丰富多彩的颜色（图7C）。因此只需在传统商业化酶联免疫试剂盒的基础上，加入金纳米棒参与反应， 便能一步实现多色彩可视化检测。 该方法对于癌胚抗原（CEA）和PSA的可视化检出限分别为25 ng/mL和75 pg/mL，实际样品检测结果与传统方法相近，具有简便、快捷、易于商品化等优点[5]。

基于金纳米材料模拟酶性质的可视化分析法

研究表明，许多金纳米材料具有模拟酶活性（如葡萄糖氧化酶活性、辣根过氧化物酶活性、过氧化氢酶活性等），被广泛应用于可视化传感器的构建[55～62]。Comotti等[63]最早发现当存在有氧气时，金纳米颗粒可以催化葡萄糖分解生成葡萄糖酸和2O2，相比于其他贵金属（如，铜、银、钯和铂等）纳米材料，金纳米颗粒具有较强的葡萄糖氧化酶催化活性。heng等[6]构建了一种金纳米颗粒自催化生长法，金纳米颗粒通过催化葡萄糖分解并不断在金纳米颗粒表面原位生长，改变了纳米颗粒的界面性质，实现了DNA的可视化检测（图8A）。

此外，金纳米颗粒也具有RP的活性[65～68]，金纳米颗粒在催化反应过程中，将2O2吸附到金纳米材料的表面，此时2O2中的OO化学键会被打开，形成羟基自由基，继而氧化MB发生颜色变化[65]。例如，ao等[66]利用带正电荷的金纳米颗粒所具有辣根过氧化物酶催化活性，催化MB氧化生成MB+，溶液的颜色发生改变，研究发现多巴胺会抑制金纳米颗粒模拟的酶催化活性，因此可以构建可视化传感器用于多巴胺的检测。Wang等[67]发现半胱氨酸也会抑制金纳米颗粒的RP催化活性，通过半胱氨酸与水中的g2+进行特异性结合，建构了可视化传感器用于g2+和半胱氨酸检测。

5金纳米材料在其它可视化传感中的应用

便携性检测设备（POC）具有使用方便快捷，不需要熟练的操作技术人员等优点，已经被广泛投入到市场应用（如血糖仪、免疫试纸条等），并且在现场分析检测和居家理疗等领域发挥巨大作用[69～71]。胶体金试纸由于无需专业仪器、检测耗时短、具有较好的特异性和灵敏度、便于运输和储存和检测结果可视化等优点，得到了广泛的应用。然而，与传统的分子检测技术相比，它的检测灵敏度较差，不能满足高灵敏检测的需求。为了提高检测的灵敏度，Mao等[72]研制了一种基于RP酶催化信号放大的分析方法用于DNA的检测，通过酶催化产生红色的不溶物并不断沉积到金纳米颗粒表面，加深了颜色的强度，提高了肉眼可视化分辨能力，因此增强了检测的灵敏度，对于DNA的检测范围可以达到05 nmol/L ～ 50 pmol/L。通过优化RP的结合量以及检测步骤，构建的RPAuNPs双重标记方法能檢测到001 pmol/L DNA[73]。通过还原剂将金/银离子还原形成原子，并在胶体颗粒周围形成直径为5～10 μm的纳米簇，也可用于可视化传感器的构建，该方法使得胶体金的直径提高了100倍，极大地提高了检测灵敏度。Li等[7]以N2OCl为还原剂，通过氧化还原反应将AuCl还原为金纳米簇并组装到金纳米颗粒的表面上，金纳米颗粒的尺寸变大，检测灵敏度相比于传统方法提高了10～100倍。endprint

此外，通過诱导功能化的金纳米颗粒团聚，也能作为一种有效的信号扩增技术应用于胶体金免疫层析法中。例如，e等[73]介绍了一种基于DNA杂交介导的金纳米颗粒团聚的信号扩增方法。该方法首先采用同时标记有检测抗体和cDNA的金纳米颗粒，通过抗体对目标抗原的特异性识别对使得金纳米颗粒在检测线上富集。随后加入修饰有与cDNA互补的金纳米颗粒，与原先的金纳米颗粒发生DNA杂交，形成大量的金纳米颗粒团聚体，极大地提高了检测的灵敏度。Chapman等[75]将生物素修饰的高聚物包裹于脂质体中，当存在有磷脂酶时，脂质体会被催化分解，生物素修饰的高聚物会被释放出来并与结合板中的金纳米颗粒发生反应，使得金纳米颗粒发生聚集。金纳米颗粒聚集体在检测线处被特异性的捕获，极大提高了检测的灵敏度。该反应在10 min内便能实现对磷脂酶的可视化检测，检出限达1 nmol/L（图9）。

6结论与展望

金纳米材料因其独特的光学特性，在可视化生物传感器的构建中展现出良好的应用潜力。基于金纳米材料的不同显色机制在可视化检测中得到广泛的应用， 从常见的红色到蓝色的双色变化发展为多种色彩颜色变化，扩大了可视化检测的应用范围。然而，将这些方法应用于商业化检测仍需要大量的努力。首先，大批量合成具有较高的均一性和稳定性的金纳米材料较为困难，目前所采用的合成方法较为繁琐，对实验人员的合成水平有一定要求，同时存在较大的批间差异，无法实现大规模商业化生产。其次，有些检测方法的检测灵敏度不能满足高灵敏检测的需求，仍需要借助于传统方法的辅助。此外，大多数的显色体系均在溶液中进行反应，在检测过程中容易受到外界环境变化的影响，不适于家居便携式测定。对于金纳米颗粒稳定性、均一性问题，可以通过提高合成技术手段、改进合成设备，实现大批量的金纳米颗粒材料的制备，此外，通过在对纳米材料进行功能化修饰也能提高其稳定性。在检测灵敏度方面，可以通过引入信号放大系统（如酶催化信号放大、循环扩增反应等），提高检测的灵敏度。最后，可以借鉴胶体金试纸条的思路，将反应体系由液相转移至固相载体上，提高使用的便携性。随着科技的进步，基于金纳米材料的可视化传感器在未来一定会有更为广阔的应用前景。

References

1Daraee ， Eatemadi A， Abbasi E， Aval S ， Kouhi M， Akbarzadeh A Artif Cells， Nanomed， Biotechnol， 2016， （1）： 10-22

2Azubel M， Kornberg R D Nano Lett， 2016， 16（5）： 338-3351

3SanchezIglesias A， Winckelmans N， Altantzis ， Bals S， Grzelczak M， LizMarzan L M Am Chem Soc， 2017， 139（1）： 107-110

hang Y， iang ， Li M， Gao P ， hang G M， Shi L ， Dong C， Shuang S M Plasmonics， 2017， 12（3）： 717-727

5Shahidi S， Iranpour S， Iranpour P， Alavi A A， Mahyari A， ohidi M， Safavi A Exp Nanosci， 2015， 10（12）： 911-92

6Ratnarathorn N， Chailapakul O， Dungchai W alanta， 2015， 132： 613-618

7hou W， Gao X， Liu D B， Chen X Y Chem Rev， 2015， 115（19）： 10575-10636

8hang Y L， Mckelvie I D， Cattrall R W， Kolev S D alanta， 2016， 152： 10-22

9Chansuvarn W， untulani ， Imyim A rACrends Anal Chem， 2015， 65： 83-96

10Mazumdar D， Lan ， Lu Y Methods Mol Biol， 2017， 1571： 389-06

11Shellaiah M， Simon ， Sun K W， Ko Sens Actuators， B， 2016， 226： -51

12Shrivas K， Sahu S， Ghorai A， Shankar R Microchim Acta， 2016， 183（2）： 827-836

13Deng ， ong G L， Lin L， Liu A L， Xia X ， Chen W Anal Chim Acta， 2016， 915： 7-80

1Priyadarshini E， Pradhan N Sens Actuators B， 2017， 238： 888-902

15Gormley A ， Chapman R， Stevens M M Nano Lett， 201， 1（11）： 6368-6373

16Wu D， Gao ， Lei L， Yang D W， Mao X X， Li G X Anal Chim Acta， 2016， 92： 68-73

17Borghei Y S， osseini M， Dadmehr M， osseinkhani S， Ganjali M R， Sheikhnejad R Anal Chim Acta， 2016， 90： 92-97

18Qin L， eng G M， Lai C， uang D L， hang C， Xu P， u ， Liu X G， Cheng M， Liu Y， u L， hou Y Y Sens Actuators B， 2017， 23： 96-95endprint

19Vilela D， Cristina Gonzalez M， Escarpa A Anal Chim Acta， 2012， 751： 2-3

20Yun W， iang L， Cai D ， hao P X， Liao S， Sang G Biosens Bioelectron， 2016， 77： 21-27

21Guo L， Xu Y， erhan A R， Chen G， Kim D Am Chem Soc， 2013， 135（33）： 12338-1235

22Xiao R， Wang D， Lin ， Qiu B， Liu M， Guo L， Chen G Anal Methods， 2015， 7（3）： 82-85

23Guo L， Lin Y， Chen C， Qiu B， Lin ， Chen G Chem Commun， 2016， 52（76）： 1137-11350

2hu K， hang Y， e S， Chen W， Shen ， Wang ， iang X Anal Chem， 2012， 8（10）： 267-270

25Yuan ， Lu ， Peng M， Wang C W， seng Y ， Du Y， Cai N， Lien C W， Chang ， e Y， Yeung E S Anal Chem， 2015， 87（1）： 7267-7273

26hou Y， Wang S， hang K， iang X Angew Chem Int Ed， 2008， 120（39）： 756-7566

27Qu W， Liu Y， Liu D， Wang ， iang X Angew Chem Int Ed， 2011， 50（15）： 32-35

28Xian Y Y， Wang ， iang X ACS Nano， 201， 8（12）： 1271-1277

29Liu D， Wang ， in A， uang X， Sun X， Wang ， Yan Q， Ge S， Xia N， Niu G Angew Chem Int Ed， 2013， 52（52）： 1065-1069

30Liu D， Chen W， Wei ， Li X， Wang ， iang X Anal Chem， 2012， 8（9）： 185-191

31Shi Q， Shi Y， Pan Y， Yue ， hang ， Yi C Microchim Acta， 2015， 182（3-）： 505-511

32hao W， Lam C ， William C， Brook M A， Li Y Small， 2008， （6）： 810-816

33Liu P， Yang X， Sun S， Wang Q， Wang K， uang ， Liu ， e L Anal Chem， 2013， 85（16）： 7689-7695

3Yang C， Wang Y， Marty L， Yang X Biosens Bioelectron， 2011， 26（5）： 272-2727

35Sharma ， Chhabra R， Yan ， Liu Y Chem Commun， 2007， 5（5）： 77-79

36Wu S， Li D D， Wang M， hao Y Q， Dong S ， Wang X Y Sens Actuators B， 2017， 238： 27-33

37Rica R D L， Stevens M M Nat Nanotechnol， 2012， 7（12）： 821-82

38Cecchin D， de la Rica R， Bain R E S， innis M W， Stevens M M， Battaglia G Nanoscale， 201， 6（16）： 9559-9562

39Peng C， Duan X， Khamba G W， Xie Anal Methods， 201， 6（2）： 9616-9621

0Machulkin A E， Garanina A S， hironkina O A， Beloglazkina E K， yk N V， Savchenko A G， Kotelyanskii V E， Mazhuga A G Bull Exp Biol Med， 2016， 161（5）： 706-710

1Peng M P， Ma W， Long Y Anal Chem， 2015， 87（12）： 5891-5896

2Liu D， Yang ， Wang ， Wang ， uang X， Wang ， Niu G， ight Walker A R， Chen X Anal Chem， 201， 86（12）： 5800-5806

3Soh ， Lin Y， Rana S， Ying Y， Stevens M M Anal Chem， 2015， 87（15）： 76-7652

hou C ， hao Y， Pang D W， hang L Anal Chem， 201， 86（5）： 2752-2759

5Cao ， Sun ， Grattan K V Sens Actuators B， 201， 195： 332-351

6Saa L， Grinyte R， SanchezIglesias A， LizMarzan L M， Pavlov V ACS Appl Mater Interfaces， 2016， 8（17）： 11139-1116endprint

7Gao ， Deng K， Wang X D， Miró M， ang D ACS Appl Mater Interfaces， 201， 6（20）： 1823-18250

8Xu S， Ouyang W， Xie P， Lin Y， Qiu B， Lin ， Chen G， Guo L Anal Chem， 2017， 89（3）： 1617-1623

9Wang Y， hang P， Mao X X， u W S， Liu C Sens Actuators B， 2016， 231： 95-101

50De La Rica R， Stevens M M Nat Protoc， 2013， 8（9）： 1759-176

51Saa L， CoronadoPuchau M， Pavlov V， LizMarzan L M Nanoscale， 201， 6（13）： 705-709

52hang Y， Chen P， Chen L X Langmuir， 2015， 31（33）： 9253-9259

53Ma X， Chen ， Kannan P， Lin ， Qiu B， Guo L Anal Chem， 2016， 88（6）： 3227-323

5Ma X， Lin Y， Guo L， Qiu B， Chen G， Yang ， Lin Biosens Bioelectron， 2017， 87： 122-128

55Long Y ， Li Y ， Liu Y， heng ， ang ， uang C Chem Commun， 2011， 7（3）： 11939-1191

56Deng ， Li G W， ong L， Liu A L， Chen W， Lin X ， Xia X ood Chem， 201， 17（）： 257-261

57ao Y， Lin Y， uang ， Ren ， Qu X Adv Mater， 2013， 25（18）： 259-2599

58izir M S， op M， Balcioglu M， Rana M， Robertson N M， Shen ， Sheng ， Yigit M V Anal Chem， 2016， 88（1）： 600-605

59Weerathunge P， Ramanathan R， Shukla R， Sharma K， Bansal V Anal Chem， 201， 86（2）： 11937-1191

60Luo W ， hu C ， Su S， Li D， e Y， uang Q， an C ACS Nano， 2010， （12）： 751-758

61Lin Y ， Li ， Chen W， Ren S， Qu X G Biomaterials， 2013， 3（11）： 2600-2610

62e W W， hou Y ， Warner W G， u X N， Wu X C， heng ， Boudreau M D， Yin Biomaterials， 2013， 3（3）： 765-773

63Comotti M， Della Pina C， Matarrese R， Rossi M Angew Chem Int Ed， 200， 3（3）： 5812-5815

6heng X， Liu Q， ing C， Li Y， Li D， Luo W， Wen Y， e Y， uang Q， Long Y ， an C Angew Chem Int Ed， 2011， 123（50）： 12200-1220

65v Y， Li B， Cao R Chem Commun， 2010， 6（2）： 8017-8019

66ao Y， Lin Y， Ren ， Qu X Biosens Bioelectron， 2013， 2： 1-6

67Wang Y W， ang S R， Yang ， Song B alanta， 2016， 16： 71-7

68Lin Y， Ren ， Qu X Adv Mater， 201， 26（25）： 200-217

69Ling S， Chen Q A， hang Y， Wang R， in N， Pang ， Wang S Biosens Bioelectron， 2015， 71： 256-260

70hang L， Li D， Liu L， ang L， Xu R， hang G Virol Methods， 2015， 221： 39-5

71Moutet P， Lacroix L M， Robert A， Viau G， Ressier L Langmuir， 2015， 31（1）： 106-112

72Mao X， Ma Y， hang A， hang L， eng L， Liu G Anal Chem， 2009， 81（）： 1660-1668

73e Y， hang S， hang X， Baloda M， Gurung A S， Xu ， hang X， Liu G Biosens Bioelectron， 2010， 26（5）： 2018-202

7Li ， ou M， Chen Y， Xue Q， hang ， Li B， Wang Y， Qi X， Yang Y Anal Chim Acta， 2013， 782（9）： 5-58endprint

75Chapman R， Lin Y， Burnapp M， Bentham A， illier D， abron A， Khan S， yreman M， Stevens M M ACS Nano， 2015， 9（3）： 2565-2573

AbstractVisualization detection methods are used for determination of the concentration of unknown target by comparing the color change in the intensity or type of reaction solution by naked eye Visualization detection method has some advantages such as simple and rapid operation， low detection cost， fast reaction speed， and detecting target concentration by means of naked eye Gold nanomaterials are widely used in the construction of visual biosensors due to its unique optical properties or example， when changing the distance or morphology of the particles， the plasmon resonance absorption peak of local surface will change accordingly erein， we reviewed the application of gold nanomaterials in visualization biosensors for the detection of target molecules， summed up the main problems of AuNP colormertic methods in the determination of actual samples， and provided an outlook of the future of gold nanoparticlesbased biosensor in application development

KeywordsGold nanoparticles； Visualization biosensor； Review

（Received 1 uly 2017； accepted 20 September 2017）

his work was supported by the National Natural Science oundation of China （Nos 21575027， 21575025）endprint