1、WORD格式量子點(diǎn)免疫層析檢測(cè)技術(shù)方興未艾免疫層析技術(shù)是一種快速、簡(jiǎn)便、靈敏、直觀、價(jià)格低廉、可真正實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)的檢測(cè)方法。具有很多氣相色譜、高效液相色譜、氣質(zhì)聯(lián)用色譜、液質(zhì)聯(lián)用色譜、毛細(xì)管電泳等儀器檢測(cè)方法以及其他傳統(tǒng)方法無(wú)法企及的優(yōu)點(diǎn)。在檢測(cè)領(lǐng)域中處于特殊重要的地位， 同時(shí)也是傳統(tǒng)檢測(cè)和儀器檢測(cè)的良好補(bǔ)充。尤其在經(jīng)濟(jì)高速開(kāi)展，生活水平提高的今天，人類重大疾病，環(huán)境污染，食品平安等問(wèn)題日益受到極大的關(guān)注，讓免疫層析檢測(cè)技術(shù)更具有巨大的潛力和蓬勃的生命力。目前，免疫層析產(chǎn)品主要為膠體金免疫層析試紙條， 其最早應(yīng)用于醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)，在早孕檢測(cè)中的應(yīng)用取得了極大的成功， 隨后在各個(gè)領(lǐng)域迅速滲透漫延， 其

2、在毒品檢測(cè)、環(huán)境檢測(cè)、 以及食品平安檢測(cè)領(lǐng)域得到了迅速的開(kāi)展， 但是又出現(xiàn)新的問(wèn)題，在很多方面，尤其是食品平安檢測(cè)領(lǐng)域，有些農(nóng)獸藥殘留限度極度苛刻，甚至要求 0.1 ng/ml 的檢測(cè)限度，同時(shí)食品類物質(zhì)如肉類、禽類、果蔬、谷物等成分復(fù)雜，前處理難度也很大， 造成膠體金免疫層析檢測(cè)靈敏度無(wú)法勝任。 除了進(jìn)一步提高前處理方法以外，尋求高靈敏度的免疫層析方法也顯得尤為重要。量子點(diǎn)是近 20 年來(lái)開(kāi)展起來(lái)的半導(dǎo)體納米晶材料， 因?yàn)樗膬?yōu)良特性， 受到了很大的關(guān)注， 并且已經(jīng)顯示出一定的潛力， 近幾年來(lái)從細(xì)胞標(biāo)記等應(yīng)用已逐漸開(kāi)場(chǎng)向多個(gè)領(lǐng)域的檢測(cè)與診斷方向滲透。一、量子點(diǎn)特性量子點(diǎn) (簡(jiǎn)稱 QDs,又稱

3、半導(dǎo)體納米粒子 )是由族或 V 族元素組成的，半徑小于或接近于激光玻爾半徑， 能夠承受激發(fā)光產(chǎn)生熒光的一類半導(dǎo)體納米顆粒，其中研究較多的主要是 CdX(x=S、Se、Te)，直徑約為 2nm-6nm。量子點(diǎn)由于存在顯著的量子尺寸效應(yīng)和外表效應(yīng)， 從而使它具有常規(guī)材料所不具備的光吸收特性，使其應(yīng)用領(lǐng)域越來(lái)越廣泛， 特別是其在免疫生物學(xué)和臨床檢驗(yàn)學(xué)等研究中的潛在的應(yīng)用價(jià)值， 已引起了廣闊科學(xué)工作者的極大關(guān)注， 發(fā)光量子點(diǎn)作為熒光試劑探針標(biāo)記生物大分子， 正是近年來(lái)迅速開(kāi)展的納米材料在生物分析領(lǐng)域的重要應(yīng)用之一。與普通的熒光染料相比較，量子點(diǎn)具有以下特點(diǎn)：(1) 有機(jī)染料熒光分子激光譜帶較窄，每一種

4、熒光分子必須用適宜能量的光來(lái)激發(fā)，而且產(chǎn)生的熒光峰較寬，不對(duì)稱，有些拖尾。這給區(qū)分不同的探針?lè)肿訋?lái)困難，很難利用有機(jī)染料分子同時(shí)檢測(cè)多種組分。 量子點(diǎn)由于量子限域效應(yīng)使其激發(fā)波長(zhǎng)的X圍很寬，可以被波長(zhǎng)短于發(fā)射光的光 (一般短 10nm 以上 )激發(fā)，并產(chǎn)生窄 (半波寬約 13nm)而對(duì)稱的發(fā)射光譜，從而防止了相鄰探測(cè)通道的串?dāng)_。(2) 量子點(diǎn)具有 “調(diào)色 功能，不同粒徑大小的量子點(diǎn)具有不同的顏色，激發(fā)量子點(diǎn)的激發(fā)波長(zhǎng)X圍很寬， 且連續(xù)分布，所以可以用同一波長(zhǎng)的光激發(fā)不同大小的量子點(diǎn)而獲得多種顏色標(biāo)記，是一類理想的熒光探針。(3)量子點(diǎn)的熒光強(qiáng)度強(qiáng)，穩(wěn)定性好，抗漂白能力強(qiáng)，Chan 和 Nie

5、 通過(guò)實(shí)驗(yàn)證明ZnS 包覆的 CdSe 比羅丹明 6G 分子要亮 20 倍和穩(wěn)定 100-200 倍，可以經(jīng)受屢次激發(fā)，且標(biāo)記后對(duì)生物大分子的生理活性影響很小， 因此為研究生物大分子之間的長(zhǎng)期作用提供了可能。專業(yè)資料整理WORD格式(4)生物相容性好，尤其是經(jīng)過(guò)各種化學(xué)修飾之后，可以進(jìn)展特異性連接，細(xì)胞毒性低，對(duì)生物體危害小， 可進(jìn)展生物活體標(biāo)記和檢測(cè)， 而傳統(tǒng)的有機(jī)熒光染料一般毒性較大，生物相容性差。(5)熒光壽命長(zhǎng)，典型的有機(jī)熒光染料的熒光壽命僅為幾納秒 (ns)，這與很多樣本的自發(fā)熒光衰減的 時(shí)間相當(dāng) 。 而量子 點(diǎn)的熒光壽 命可持 續(xù)長(zhǎng)達(dá)數(shù)十 納秒(20ns-50ns)，這使得當(dāng)光激發(fā)

6、數(shù)納秒以后，大多數(shù)的自發(fā)熒光背景已經(jīng)衰減，而量子點(diǎn)熒光仍然存在，此時(shí)即可獲得無(wú)背景干擾的熒光信號(hào)。圖 1.量子點(diǎn)二、量子點(diǎn)的合成方法目前合成量子點(diǎn)的方法主要有兩種， 一種是在有機(jī)體系中合成， 即用金屬有機(jī)化合物在具有較強(qiáng)配位能力的有機(jī)溶劑中制備；另一種是在水溶液中直接合成。1. 有機(jī)相合成法量子點(diǎn)最早采用膠體化學(xué)方法在有機(jī)體系中制備的方法， 將金屬和有機(jī)化合物混合在有配位性質(zhì)的有機(jī)溶劑中，在一定的溫度條件下就能生長(zhǎng)出納米晶體。這類方法制備的量子點(diǎn)分散性、穩(wěn)定性都較好，不容易聚沉，外表修飾容易。早期合成的量子點(diǎn)往往存在量子點(diǎn)粒徑分布較廣、熒光產(chǎn)率偏低等缺點(diǎn)。 1993 年， Bawendi 及其

7、同事用二甲基鎘和硒的三辛基膦 TOP配合物作為前驅(qū)體，將其依次注入劇烈攪拌的三辛基氧化膦 TOPO溶液中，合成了高熒光產(chǎn)率的 CdSe量子點(diǎn)，這種方法合成的量子點(diǎn)結(jié)晶性好、尺寸單分散、量子產(chǎn)率約為 10%。這種方法較以前來(lái)說(shuō)是一種突破， 但當(dāng)量子點(diǎn)制成水溶性時(shí)， 其熒光產(chǎn)率會(huì)大大下專業(yè)資料整理WORD格式圖 2. 1996 年， Hines專業(yè)資料整理WORD格式成功合成了 ZnS 包覆的 CdSe 量子點(diǎn)降。后來(lái)人們發(fā)現(xiàn)， 當(dāng)把 ZnS 或 CdS 包覆在 CdSe納米晶體外表后， 熒光產(chǎn)率會(huì)大大提高。 1996 年，Hines 等就用二甲基鋅和六甲基二硅硫烷作為量子點(diǎn)殼層前驅(qū)體制備了 Cd

8、Se/ZnS核殼式量子點(diǎn)， 其量子熒光產(chǎn)率在室溫可達(dá) 50%。但上述合成方法均采用 (CH3)2Cd 作為原料，而 (CH3)2Cd 的毒性很大， 具有易燃、昂貴、室溫下不穩(wěn)定等特性；且當(dāng) (CH3)2 Cd 注入熱的 TOPO 后，可能產(chǎn)生金屬沉淀，這些缺點(diǎn)限制了上述方法的推廣使用。 2001 年 Peng等對(duì)以前的方法進(jìn)展了改進(jìn)，用毒性低平安友好的 CdO 代替原來(lái)有機(jī)相法中的劇毒原料二甲基鎘，在溫和的條件下制備了 CdS 包覆的 CdSe量子點(diǎn)，并且其熒光量子產(chǎn)率可以到達(dá) 50%以上。雖然有機(jī)相法合成的量子點(diǎn)有尺寸單分散， 熒光量子產(chǎn)率高等優(yōu)點(diǎn)， 但是因?yàn)橛托粤孔狱c(diǎn)與生物環(huán)境不相容， 并

9、且制備方法不環(huán)保。 如果要用在生物分析領(lǐng)域需要將油相量子點(diǎn)轉(zhuǎn)相為水溶性量子點(diǎn)。 油相量子點(diǎn)經(jīng)過(guò)水溶性基團(tuán)飾轉(zhuǎn)移到水相中后，其量子產(chǎn)率會(huì)降低，因而在生物分析領(lǐng)域的應(yīng)用甚少。2. 水相合成法目前，多利用水溶性巰基試劑作為穩(wěn)定劑直接在水相中合成量子點(diǎn)。巰基試劑對(duì)量子點(diǎn)的穩(wěn)定性及功能化起重要的作用，選擇帶有適當(dāng)官能團(tuán)的巰基化合物作為穩(wěn)定劑，對(duì)于控制量子點(diǎn)的外表電荷與外表特性極其重要，尤其當(dāng)需要水溶性量子點(diǎn)做熒光標(biāo)記時(shí)，穩(wěn)定劑的選擇就更為重要了。 1994 年，Vomeyer 提出用巰基為穩(wěn)定劑合成CdS。這是首次提出用巰基為穩(wěn)定劑合成量子點(diǎn)。1996 年 Rogach 等用水相法成功合成了巰基乙醇和巰

10、基甘油包覆的CdTe 量子點(diǎn)，并得到了較高發(fā)光效率。 1998 年 Gao 等用巰基乙酸 TGA 作穩(wěn)定劑，制備出水溶性CdTe量子點(diǎn)。后來(lái) Zheng 等首先采用水熱法在溫和條件下合成了水溶性CdTe 量子點(diǎn)，大大縮短了水相法制備CdTe 量子點(diǎn)的時(shí)間，其熒光量子產(chǎn)率也超過(guò)了30%。目前水熱法已經(jīng)成為直接用做生物熒光探針的量子點(diǎn)的主要合成方法。水相合成量子點(diǎn)CdTe 的典型方法是首先將鎘鹽和巰基穩(wěn)定劑配成溶液，調(diào)節(jié)到適當(dāng)?shù)?pH 值，倒入三頸燒瓶中。碲氫化鈉前驅(qū)液的制備是通過(guò)硼氫化鈉復(fù)原碲粉反響而得到的， 然后將碲氫化鈉倒入配好的鎘鹽和巰基穩(wěn)定劑的溶液中，形圖 3. 1998 年 Gao 等

11、用 TGA 作穩(wěn)定劑，制備出水溶性CdTe 量子點(diǎn)專業(yè)資料整理WORD格式成 CdTe 單體，不斷的加熱， CdTe 逐漸長(zhǎng)大，通過(guò)控制加熱時(shí)間，可得到不同粒徑的量子點(diǎn)。 水相合成量子點(diǎn)， 不僅解決了量子點(diǎn)的水溶性問(wèn)題， 而且采用帶羧基、氨基等的巰基穩(wěn)定劑對(duì)其外表進(jìn)展修飾， 使得量子點(diǎn)能與生物分子上的氨基直接偶聯(lián)，因而可以直接用于生物醫(yī)學(xué)檢測(cè)。 隨著水溶性量子點(diǎn)的性能不斷提高，良好的生物相容性的水溶性量子點(diǎn)有望成為新一代生物熒光探針。三、量子點(diǎn)在免疫層析技術(shù)中的應(yīng)用量子點(diǎn)免疫層析技術(shù)利用量子點(diǎn)熒光探針做為標(biāo)記物， 不僅充分表達(dá)了免疫層析技術(shù)的簡(jiǎn)便，快速，特異性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)，而且展示了量子點(diǎn)的高靈敏

12、度，以及它的熒光特性， 顯示出巨大的開(kāi)展?jié)摿蛷V闊的應(yīng)用前景。 目前*市金準(zhǔn)生物醫(yī)學(xué)工程開(kāi)發(fā)的量子點(diǎn)免疫熒光層析定量測(cè)試平臺(tái)-干式熒光免疫分析儀 KF-Q001-A 是國(guó)內(nèi)首創(chuàng)。在此平臺(tái)上研發(fā)的降鈣素原 PCT定量測(cè)定試劑盒量子點(diǎn) QD免疫熒光層析法也是國(guó)內(nèi)唯一一家成功實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化并取得注冊(cè)證號(hào) (粵械注準(zhǔn)2021 2400386)的量子點(diǎn)診斷試劑。 隨著開(kāi)展和應(yīng)用趨勢(shì)，越來(lái)越多的生物診斷試劑公司參加了量子點(diǎn)這個(gè)新興行業(yè)。 與此同時(shí)，量子點(diǎn)免疫分析技術(shù)也在不斷地開(kāi)展與改進(jìn)，就其開(kāi)展趨勢(shì)來(lái)看，主要有以下幾個(gè)方面：1. 優(yōu)化量子點(diǎn)熒光探針的制備，得到熒光強(qiáng)度高的QDs，檢測(cè)信號(hào)會(huì)隨著 QDs的熒光增

13、強(qiáng)而大大提高。 單獨(dú)的量子點(diǎn)顆粒容易受到雜質(zhì)和晶格缺陷的影響， 熒光量子產(chǎn)率很低，目前廣泛應(yīng)用的是以 QDs 為核心，用另一種半導(dǎo)體材料包覆形成核殼構(gòu)造后，如 CdTe/ZnS，可將量子產(chǎn)率提高到約 50甚至更高，并在消光系數(shù)上有數(shù)倍的增加，因而有很強(qiáng)的熒光發(fā)射 ,可大大提高檢測(cè)靈敏度，有利于信號(hào)的檢測(cè)。2. 實(shí)現(xiàn)定量檢測(cè)。至今已有局部實(shí)驗(yàn)室或公司研制出 QDs 熒光定量的儀器，從而可以定量檢測(cè)出待測(cè)物的濃度，這將使量子點(diǎn)免疫層析技術(shù)得到更廣泛的應(yīng)用，打破了傳統(tǒng)的膠體金免疫層析技術(shù)不能定量的限制。3. 量子點(diǎn)的多色檢測(cè)。 QDs 其中一個(gè)優(yōu)點(diǎn)就是具有可準(zhǔn)確調(diào)諧的發(fā)射波長(zhǎng)。可以通過(guò)調(diào)整粒子尺寸來(lái)得到不同發(fā)射的熒光 QDs，無(wú)需改變粒子的組成和外表性質(zhì)。使得量子點(diǎn)可以用于多種組分的多色標(biāo)記， 實(shí)現(xiàn)多組份的同時(shí)檢測(cè)。 這將比傳統(tǒng)的膠體金免疫層析技術(shù)的多元檢測(cè)表達(dá)出更大的優(yōu)勢(shì)， 減少了不同抗體間的穿插反響，特異性更