磁富集荧光免疫层析检测技术的建立

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免疫层析检测技术具有成本低、操作简单、检测速度快的特点,是生物标志物即时检测的重要手段之一,广泛应用于传染病病原体、心血管和肿瘤标志物的现场检测。然而,传统免疫层析试纸条基于胶体金标记物的可视化检测模式存在灵敏度低、缺乏定量和多通道检测能力等应用瓶颈问题。量子点(Quantum dots,QDs)是一种2~20nm粒径的半导体纳米材料,其具有如下特点:无光致漂白作用,性质稳定,高量子产率;吸收光谱宽,发射光谱窄,可由单一光源激发多种波长量子点,具有多通道检测能力。采用量子点标记检测代替传统的胶体金标记技术,可实现具有高灵敏、多通道、定量检测能力的荧光免疫层析技术。针对QDs粒径小、单个粒子信号有限、难以修饰纯化的应用瓶颈问题,本文设计并制备一种单分散的具有超顺磁性和高亮度荧光信号的磁性量子点复合荧光微球,进行表面抗体偶联后,可从复杂样本中结合并富集待测标志物,并与免疫层析联用实现高灵敏、多通道、定量的即时检测,为现场检测提供了一种快速高效的解决方案。本文将纳米材料制备、免疫层析检测和荧光检测分析仪器相结合建立了磁富集荧光免疫层析检测方法;并将该方法应用于血清中肿瘤标志物的检测及咽拭子中呼吸道病毒的检测,提高了免疫层析抗干扰能力和检测灵敏度。主要研究内容如下:1.制备了一种具有强磁响应能力、高强度荧光信号的磁性量子点纳米微球。通过聚乙烯亚胺介导法制备磁性量子点荧光微球,在具有超顺磁性的磁珠外层通过静电吸附的方式密集的包裹一层量子点。该纳米结构内部的磁珠具有较高的饱和磁化强度,可达到83.7 emu/g;单个磁珠表面可吸附数百个量子点,通过理论建模估算可在200 nm的单个磁珠外面吸附700多个量子点,实际荧光强度相当于普通量子点的114倍。2.建立了从血清样本中富集检测前列腺癌标志物的方法。前列腺特异性抗原(prostate-specific antigen,PSA)是诊断前列腺癌的特异性标志物。同时检测游离型(f-PSA)和复合型的前列腺特异性抗原(c-PSA)对于前列腺癌诊断的准确性至关重要。使用红绿双色磁性量子点分别修饰f-PSA和c-PSA的特异性抗体,在硝酸纤维素膜的检测线上喷涂总PSA(t-PSA)抗体。两种修饰有抗体的磁性量子点同时在样本中分别富集c-PSA与f-PSA形成免疫复合物,在经过免疫层析试纸条时两种免疫复合物均被检测线上的抗体捕获,在一条线上同时发射出红绿两种荧光,经双带通滤光片去除杂散光干扰,由手机相机采集图像信号,再通过区域判读的方式分析计算出c-PSA与f-PSA的浓度比例。该方法可实现c-PSA与f-PSA同时检测,检出限分别为0.009 ng/m L和0.087 ng/m L。并对前列腺癌和良性前列腺增生患者的临床血清样本进行评估,表明其具有临床应用前景。3.建立了从咽拭子样本中富集检测甲型流感病毒的方法。临床样本(如咽拭子或鼻拭子)成分复杂,在使用免疫层析检测其中的呼吸道病毒时,容易导致纳米材料在检测线上的非特异性吸附。为此,我们建立了一种基于磁性量子点的免疫层析检测方法,用于临床样本中甲型流感病毒病毒的磁富集与荧光检测。在制备的红色磁性量子点表面修饰甲型流感病毒的特异性抗体,可以高效的从复杂生物基质样本中免疫捕获和磁富集甲型流感病毒,同时也可以作为免疫层析中的高亮度荧光探针。该方法可在35分钟内实现甲型流感病毒的定量检测,检出限为22 pfu/m L,比商业化胶体金试剂盒提升了2200倍。此外,该平台能够检测加入标准滴度甲型流感病毒的鼻咽拭子稀释液,表明其在临床应用中的稳定性和可行性。
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