基于磁致荧光淬灭性能的双模态免疫层析检测技术初探

发布时间：2020-07-13 23:28

【摘要】：免疫层析试纸条检测技术具有操作简便、价格低廉、检测快速、可现场即时检测的优势,是目前传统检测法和仪器检测法的良好补充。然而,传统免疫层析试纸条检测技术由于检测灵敏度低,难以定量等缺点限制了其在医学检测中的发展。针对上述难题,本文将传统胶体金试纸条进行快速可视化定性的特性与荧光检测高灵敏定量的优势相结合,构建出同时具有显色和荧光双信号读出机制的免疫层析试纸条检测技术,具体工作如下:利用超声乳化法成功制备多包裹磁纳米球,将其作为信号标记物,构建了基于磁致荧光淬灭的双模态联检免疫层析试纸条,并全面评价了试纸条的质量与性能。通过磁纳米颗粒的高效荧光淬灭特性和超顺磁性富集和分离待检样品,实现对血清及全血中生物标志物的高灵敏双模态联合检测。结果表明:多包裹磁球荧光淬灭能力强,稳定性好,在对乳腺癌相关标志物CA153和CEA的联合检测中,灵敏度分别可达到0.06 ng/mL和0.09 U/mL,在对急性心肌梗死(AMI)相关标志物cTnI和CK-MB的联合检测中,灵敏度分别可达到0.049 ng/mL和0.089ng/mL,且在实际样本检测中,检测结果与临床常规检测方法一致性良好。综上所述,本文成功构建了基于磁致荧光淬灭的双模态联检免疫层析检测技术,该联检技术提高了肿瘤和急性病症的检出率,降低了成本和样本用量,缩短了检测时间。以此试纸条为平台,今后可推广应用到多种疾病标志物的检测。
【学位授予单位】：天津大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：R392-33
【图文】：

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图 1-1 免疫层析试纸条基本结构[36]Figure 1-1 The basic structure of ICTS[36]检测过程中，先在样品垫上滴加待测样品，在毛细管作用力下动，待测样品先与结合垫上的纳米标记探针反应，然后被检测体捕获发生特异性夹心免疫反应，生成包被抗体-抗原-纳米标，未与待测抗原结合的探针则被控制线上的二抗截留，以证明效性。简单来讲，当阅读窗内出现两条带说明目标物存在，一存在。该种免疫层析试纸条也称为三明治型检测试纸条，多适物质类（如肿瘤标志物）（图 1-2（a）），其检测信号与样本正相关。另一种常见类型是适于检测单表位小分子物质类（如测试纸条（图 1-2（b））。该种试纸条中的待测样品与检测线争结合纳米标记探针，因此其检测信号与样本中待检样品浓度

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图 1-1 免疫层析试纸条基本结构[36]Figure 1-1 The basic structure of ICTS[36]在检测过程中，先在样品垫上滴加待测样品，在毛细管作用力下使待测样流动，待测样品先与结合垫上的纳米标记探针反应，然后被检测线上固定抗体捕获发生特异性夹心免疫反应，生成包被抗体-抗原-纳米标记探针三构，未与待测抗原结合的探针则被控制线上的二抗截留，以证明纳米标记有效性。简单来讲，当阅读窗内出现两条带说明目标物存在，一条带说明不存在。该种免疫层析试纸条也称为三明治型检测试纸条，多适用于多表子物质类（如肿瘤标志物）（图 1-2（a）），其检测信号与样本中待检样呈正相关。另一种常见类型是适于检测单表位小分子物质类（如毒素）的检测试纸条（图 1-2（b））。该种试纸条中的待测样品与检测线上固定的竞争结合纳米标记探针，因此其检测信号与样本中待检样品浓度呈负相关

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目前已被发展应用于免疫学检测及分离技术中，如图1-3 所示。该法由于磁性纳米颗粒在外加磁场的作用下可以进行磁性分离和富集待测样品，省去了长时间的离心分离纯化步骤，具有操作简单，重复性良好和高效的优点，同时待测样品几乎没有磁信号干扰，所以磁珠免疫层析检测法能够提高信噪比，从而提高检测的稳定性和灵敏度，此外，该法中不但可以根据检测区域磁纳米粒子聚集颜色深浅定性检测，还可以结合配套的磁信号检测仪器设备，使该种技术向高灵敏度和多元化检测等方向发展。图 1-3 磁珠免疫层析试纸条示意图[54]Figure 1-3 Schematic of magnetic immune chromatography test strips[54]1.4 磁纳米颗粒荧光淬灭原理分析荧光淬灭即利用胶体金（GNPs）、磁（MNPs）等金属纳米颗粒作为受体，荧光分子作为供体，在荧光淬灭模型中发生能量转移导致荧光信号强度减弱的现象。GNPs 是目前最常用的淬灭剂，这主要归功于其极高的淬灭效率（高达 99%）、高体表面积比以及特殊的 SPR 现象[55]。目前解释 GNPs 对荧光淬灭的原理主要

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