新型量子点纳米材料在免疫诊断领域的研发与应用
发布时间：2020-11-04 08:32
量子点(Quantum dots,QDs)是一种新型的半导体纳米材料,自1986年首次发现,在诸多领域已取得广泛的应用。在生物医药领域,量子点主要应用在细胞成像等基础医学研究。高质量的量子点主要从有机溶剂中合成,其胶体性质与临床诊断领域要求的水相环境不相容,因此,在临床诊断领域的应用较少。虽然有报道指出可以通过相转移的方法制备水溶性量子点,但水溶性量子点的量子产率较低,而且稳定性较差,容易发生团聚。鉴于此,本研究将量子点与纳米级聚苯乙烯微球相结合,制备出新型的量子点纳米材料,并初步应用于体外诊断领域,以开发新型免疫层析检测和近红外均相化学发光检测技术。本研究利用量子点纳米材料作为抗体的标记物并结合免疫层析检测技术,研制出基于量子点纳米材料免疫层析的同步检测病人血清中细胞角蛋白19可溶性片段(Cytokeratin-19 fragment,CYFRA21-1)和癌胚抗原(Carcinoembryonic antigen,CEA)含量的免疫分析试剂(Quantum dot-doped polystyrene nanoparticles-based lateral flow test strips,QPs-LFTS)。数据表明,该分析试剂在优化条件下对CYFRA 21-1的检测线性范围为1.3至480 ng/mL对CEA的检测线性范围为2.8至680 ng/mL;对CYFRA21-1的分析灵敏度为0.16ng/mL,对CEA的分析灵敏度则为0.35ng/mL。该方法的回收率与重复性均满足临床使用需求。自制试剂临床血清样本测值与化学发光测值相关性良好(R2CYFRA 21-1 = 0.9862,P0.0001;R2CEA =0.9509,P0.0001)。同时,本研究利用量子点纳米材料作为抗体的标记物并结合氧通道技术,研制出基于量子点纳米材料的近红外激发化学发光检测人血清中CEA含量的免疫分析试剂(QDs-doped nanoparticles based near-infrared-initiated chemiluminescent homogeneous immunoassay,QNiCA)。实验数据表明,该分析试剂在优化条件下对CEA的检测线性范围为1.2至490ng/mL,分析灵敏度为46pg/mL。该方法的回收率与重复性均可满足临床使用需求。该自制分析试剂临床血清样本测值与化学发光测值相关性良好(R2=0.99718,P0.0001)。综上所述,本研究利用量子点纳米材料,成功研制出免疫层析检测试剂和近红外均相化学发光检测试剂,分别用于检测人血清中的CYFRA 21-1和CEA分析物。研究表明,本课题研制的量子点纳米材料免疫层析检测试剂和近红外均相化学发光检测试剂的各项指标满足临床检测试剂要求,其血清样品测值与同类进口试剂测值有良好相关性。本论文深入的研究了量子点纳米材料作为标记物能够提高分析灵敏度,扩大线性范围,提高检测效率等优点;也研究了基于量子点纳米材料的免疫分析技术应用于临床疾病标志物检测的可行性,并有望通过进一步优化,替代国外昂贵试剂应用于临床检测和基础医学研究。
【学位单位】：南方医科大学
【学位级别】：博士
【学位年份】：2018
【中图分类】：R446.6;TB383.1
【部分图文】：
?博士学位论文???荧光曲线，蓝色为所得ＱＰｓ的荧光曲线。由图中可见，与同等质量的未包裹的??ＣＭ－ＭＰｓ微球相比，包裹后ＱＰｓ荧光强度大幅提高。??为了使对比更为直观，将包裹前后的量子点与ＱＰｓ的荧光发射信号作归一??化处理后，两者再作比较，结果如图１－６所示：??
?５??Ｗａｓｈｉｎｇ?ｔｉｍｅｓ??图１－７．洗涤后ＱＰｓ与上清荧光分析??Ｆｉｇ．?１－７?Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔ?ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ?ｏｆ?ｗａｓｈｉｎｇ?ｓｕｐｅｒｎａｔａｎｔ?ａｎｄ?ＱＰｓ??图１－７中红色圆点曲线为ＱＰｓ荧光值，蓝色方块曲线为洗涤上清的荧光测??值。由图中可知，乙醇洗涤处理只能清除吸附在ＱＰｓ表面的少量量子点，而ＱＰｓ??内部的量子点依然保持稳定，故而ＱＰｓ本体的荧光值变化不大。??用场发射扫描电子显微镜（加速电压为１０ｋＶ）对ＱＰｓ进行观察，结果如图??１－８所示：??１６??
??图１－９中，黑色方块曲线为未包裹的空白ＣＭ－ＭＰｓ的粒径分布，红色圆点曲??线为制备所得的ＱＰｓ的粒径分布。由图１－９中可见，在不同的拟合方式下（光强??度、体积和数量分布），包裹后获得的ＱＰｓ在溶液中的粒径分布曲线与未包裹的??空白ＣＭ－ＭＰｓ微球粒径分布曲线几乎完全重合，表明包裹过程对微球本体没有??造成损害。??微球包裹前后测得的粒径平均值比较如下图１－１０所示：??Ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ?Ｖｏｌｕｍｅ?Ｎｕｍｂｅｒ??３００－ｉ?３００－Ｉ?２００１??ｆ２。］?１＾１?卜。■?Ｈ?广?Ｈ??ｉ：ｌＵ?ｉ：ｌＡＭ??ＣＭ－ＭＰｓ?ＱＰｓ?ｆｏｒ?ＱＰｓ－ＬＦＴＳ?ＣＭ－ＭＰｓ?ＱＰｓ?ｆｏｒ?ＱＰｓ－ＬＦＴＳ?ＣＭ－ＭＰｓ?ＱＰｓ?ｆｏｒ?ＱＰｓｉＦＴＳ??图１－?１０．包裹前后微球粒径分析??Ｆｉｇ．?１－１０?Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｍｅａｎ?ｄｉａｍｅｔｅｒ?ｂｅｔｗｅｅｎ?ＣＭ－ＭＰｓ?ａｎｄ?ＱＰｓ??结果表明，包裹前后微球粒径没有统计学差异（Ｍａｎｎ－Ｗｈｉｔｎｅｙ?ｔｅｓｔ，Ｐ?＝?０．１０００??ｆｏｒ?Ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ，?．Ｐ?＾?０．１０００?ｆｏｒ?Ｖｏｌｕｍｅ?ａｎｄ?Ｐ?＝?０．１０００?ｆｏｒ?Ｎｕｍｂｅｒ，?ｔｗｏ－ｔａｉｌｅｄ，?ｃｏｎｆｉｄｅｎｃｅ??ｌｅｖｅｌ?ｏｆ?９５％）?〇??比较包裹前后纳米微球的Ｚ平均粒径（Ｚ－ａｖｅｒａｇｅ）、分布系数（ｐａｒｔｉｃｌｅ??ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ?ｉｎｄｅｘ
【参考文献】
本文编号：2869877
【学位单位】：南方医科大学
【学位级别】：博士
【学位年份】：2018
【中图分类】：R446.6;TB383.1
【部分图文】：
?博士学位论文???荧光曲线，蓝色为所得ＱＰｓ的荧光曲线。由图中可见，与同等质量的未包裹的??ＣＭ－ＭＰｓ微球相比，包裹后ＱＰｓ荧光强度大幅提高。??为了使对比更为直观，将包裹前后的量子点与ＱＰｓ的荧光发射信号作归一??化处理后，两者再作比较，结果如图１－６所示：??
?５??Ｗａｓｈｉｎｇ?ｔｉｍｅｓ??图１－７．洗涤后ＱＰｓ与上清荧光分析??Ｆｉｇ．?１－７?Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔ?ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ?ｏｆ?ｗａｓｈｉｎｇ?ｓｕｐｅｒｎａｔａｎｔ?ａｎｄ?ＱＰｓ??图１－７中红色圆点曲线为ＱＰｓ荧光值，蓝色方块曲线为洗涤上清的荧光测??值。由图中可知，乙醇洗涤处理只能清除吸附在ＱＰｓ表面的少量量子点，而ＱＰｓ??内部的量子点依然保持稳定，故而ＱＰｓ本体的荧光值变化不大。??用场发射扫描电子显微镜（加速电压为１０ｋＶ）对ＱＰｓ进行观察，结果如图??１－８所示：??１６??
??图１－９中，黑色方块曲线为未包裹的空白ＣＭ－ＭＰｓ的粒径分布，红色圆点曲??线为制备所得的ＱＰｓ的粒径分布。由图１－９中可见，在不同的拟合方式下（光强??度、体积和数量分布），包裹后获得的ＱＰｓ在溶液中的粒径分布曲线与未包裹的??空白ＣＭ－ＭＰｓ微球粒径分布曲线几乎完全重合，表明包裹过程对微球本体没有??造成损害。??微球包裹前后测得的粒径平均值比较如下图１－１０所示：??Ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ?Ｖｏｌｕｍｅ?Ｎｕｍｂｅｒ??３００－ｉ?３００－Ｉ?２００１??ｆ２。］?１＾１?卜。■?Ｈ?广?Ｈ??ｉ：ｌＵ?ｉ：ｌＡＭ??ＣＭ－ＭＰｓ?ＱＰｓ?ｆｏｒ?ＱＰｓ－ＬＦＴＳ?ＣＭ－ＭＰｓ?ＱＰｓ?ｆｏｒ?ＱＰｓ－ＬＦＴＳ?ＣＭ－ＭＰｓ?ＱＰｓ?ｆｏｒ?ＱＰｓｉＦＴＳ??图１－?１０．包裹前后微球粒径分析??Ｆｉｇ．?１－１０?Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｍｅａｎ?ｄｉａｍｅｔｅｒ?ｂｅｔｗｅｅｎ?ＣＭ－ＭＰｓ?ａｎｄ?ＱＰｓ??结果表明，包裹前后微球粒径没有统计学差异（Ｍａｎｎ－Ｗｈｉｔｎｅｙ?ｔｅｓｔ，Ｐ?＝?０．１０００??ｆｏｒ?Ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ，?．Ｐ?＾?０．１０００?ｆｏｒ?Ｖｏｌｕｍｅ?ａｎｄ?Ｐ?＝?０．１０００?ｆｏｒ?Ｎｕｍｂｅｒ，?ｔｗｏ－ｔａｉｌｅｄ，?ｃｏｎｆｉｄｅｎｃｅ??ｌｅｖｅｌ?ｏｆ?９５％）?〇??比较包裹前后纳米微球的Ｚ平均粒径（Ｚ－ａｖｅｒａｇｅ）、分布系数（ｐａｒｔｉｃｌｅ??ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ?ｉｎｄｅｘ
【参考文献】
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1 林文涛;鄢盛恺;王海蛟;张向辉;赵卫国;;标记免疫分析及其分析仪器的进展[J];中国医疗器械信息;2010年12期
2 杭建峰,吴英松,李明;时间分辨荧光免疫分析的研究进展及应用[J];热带医学杂志;2004年03期
3 杨晓达，常文保，慈云祥;免疫分析法进展[J];化学进展;1995年02期
4 贺佑丰;放射免疫分析及其进展[J];同位素;1993年02期
本文编号：2869877
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