基于量子点纳米珠的荧光侧向层析免疫测定

摘要

在这里，我们描述了一种制备量子点纳米珠 （QDNB） 和使用基于 QDNB 的侧流免疫测定条检测疾病生物标志物的方案。可以在紫外光照射下对测试结果进行定性评估，并使用荧光条读数器在 15 分钟内进行定量测量。

摘要

量子点，也称为半导体纳米晶体，是用于生物成像和传感的新型荧光标记物。然而，通过费力的纯化程序制备的小尺寸 （~10 nm） 量子点抗体偶联物在使用侧向层析免疫测定试纸条检测某些痕量疾病标志物时表现出有限的灵敏度。在此，我们提出了一种使用一步乳液蒸发法制备量子点纳米珠 （QDNB） 的方法。使用制备的 QDNB，以 C 反应蛋白 （CRP） 为例，构建荧光侧流免疫测定法来检测疾病生物标志物。与单个量子点纳米颗粒不同，量子点纳米珠-抗体偶联物作为免疫测定标记物更敏感，因为通过将数百个量子点封装在一个聚合物复合纳米珠中来放大信号。此外，QDNB 的较大尺寸有助于在将 QDNB 与抗体偶联时更容易离心分离。制备基于 QDNBs 的荧光侧流免疫分析，并在 15 min 内测量样品中的 CRP 浓度。测试结果可以在紫外光照射下进行定性评估，并在 15 分钟内使用荧光读数仪进行定量测量。

引言

侧向层析免疫测定 （LFIA） 试纸条是床旁的重要快速检测工具 ^1,2，特别是在流行病期间的疾病筛查中。然而，传统的胶体金基 LFIA 试纸检测灵敏度低，仅提供定性结果³。为了提高 LFIA 的检测灵敏度，出现了各种新的纳米颗粒，包括彩色乳胶 ^4,5、上转换荧光纳米颗粒⁶、时间分辨荧光微球 ^7,8 和量子点 ^9,10,11。量子点 （QD）^12,13，也称为半导体纳米晶体，具有可调谐的发射波长、宽激发范围和高发光效率，使其成为生物成像的理想标记物。

然而，单个量子点发射的荧光信号仍然很弱，导致免疫测定中的检测灵敏度相对较低。在微球中封....

研究方案

该研究获得上海市皮肤病医院机构审查委员会 （No. 2020-15） 批准。所有涉及人类血液样本的实验程序均在生物安全 II 级实验室中进行。本研究中使用的试剂和设备的详细信息列在 材料表中。

1. QDs 纳米珠的制备

注：对于 QD 纳米珠合成，使用乳液溶剂蒸发技术合成 QD 纳米珠，油相与水相的比例为 1：5。 通过 超声处理生成微型乳液，纳米珠通过溶剂（氯仿）蒸发固化。氢氧化钠用于催化纳米珠表面的酸酐基团水解，将它们转化为羧基。

1. 油相和水相溶液的制备
   1. 准备 1 mL 油相：0.4 mL 聚（苯乙烯-共马来酸酐）（PSMA） 溶液 （50 mg/mL），0.1 mL QDs 溶液 （100 mg/mL），用氯仿填充任何体积小于 1 mL。
   2. 准备 5 mL 水相：SDS 水溶液 （0.5 wt %）。
2. 乳化和固化的制备
   1. 向样品瓶 （15 mL） 中加入 1 mL 油相和 5 mL 水相，然后将样品瓶放在磁力搅拌器上。打开磁力搅拌器的电源。
   2. 油相和水相完全混合后，立即将烧瓶转移到编程的（60 s，3 s 脉冲，然后是 3 s 暂停，50% 振幅）超声并打开电源。
   3. 观察超声处理后的....

结果

QDNB 制备过程如图 1A 所示。将含有 QD 和氯仿中聚合物的油相与水相混合，通过超声处理获得微型乳液。乳剂通过氯仿的逐渐蒸发而凝固。QDNB 的透射电子显微镜照片 （TEM） 如图 2A 所示。QDNB 具有球形形态，平均直径为 96 nm，在 TEM 图像中测量超过 50 个 QDNB。在纳米珠内清楚地观察到 QD 纳米颗粒，表明封装成功。 图 2B 和

讨论

在这里，我们描述了制备量子点纳米珠 （QDNB）²⁷ 的方案以及使用 QDNB 制备荧光侧流免疫测定 （LFIA）。证明了样品中 CRP 的定性和定量测量。这种基于 QDNB 的 LFIA 还可以应用于其他疾病生物标志物^25,32、食物毒素^29,30、病毒^16,27 等。

材料

Name	Company	Catalog Number	Comments
(dimethylamino)propyl)-N’-ethylcarbodiimide hydrochloride	Sigma-Aldrich	03450
Absorbance paper	Kinbio Biotech	CH37K
Bovine serum albumin	Sigma-Aldrich	B2064
Casein	Sigma-Aldrich	C8654
CdSe/ZnS quantum dot	Suzhou Mesolight Inc.	CdSe/ZnS-625
Choloroform	Sino Pharm	10006818
CRP antibody	Hytest Biotech	4C28
Fluorescent lateral flow assay reader	Suzhou Helmence Precision Instrument	FIC-H1
Glass fiber pad	Kinbio Biotech	SB06
Goat anti-rabbit IgG	Sangon Biotech	D111018
Nitrocellulose membrane	Satorious	CN140
Poly(styrene-maleic anhydride) copolymer	Sigma-Aldrich	S458066
Rabbit IgG	Sangon Biotech	D110502
Sodium dodecyl sulfate	Sino Pharm	30166428
Sodium hydroxide	Sino Pharm	10019718