Quantum Dots Nanobeads를 기반으로 한 형광 측면 유동 면역분석법

요약

여기에서는 양자점 나노비드(QDNB)의 제조 및 QDNB 기반 측면 유동 면역분석 스트립을 사용한 질병 바이오마커 검출을 위한 프로토콜에 대해 설명합니다. 테스트 결과는 UV 조명 아래에서 정성적으로 평가할 수 있으며 형광 스트립 리더를 사용하여 15분 이내에 정량적으로 측정할 수 있습니다.

초록

반도체 나노결정으로도 알려진 양자점은 생물학적 이미징 및 감지를 위한 새로운 형광 라벨입니다. 그러나 번거로운 정제 절차를 통해 준비된 작은 치수(~10nm)의 양자점-항체 접합체는 측면 유동 면역분석 스트립을 사용하여 특정 미량 질환 마커를 검출하는 데 제한된 감도를 보입니다. 여기에서는 원스텝 에멀젼 증착법을 이용한 양자점 나노비드(QDNB)의 제조 방법을 제시한다. 준비된 QDNB를 사용하여 C-반응성 단백질(CRP)을 예로 들어 질병 바이오마커를 검출하기 위해 형광 측면 유동 면역분석을 제작했습니다. 단일 양자점 나노입자와 달리 양자점 나노비드-항체 접합체는 수백 개의 양자점을 하나의 고분자 복합 나노비드에 캡슐화하여 신호 증폭으로 인해 면역분석 라벨로서 더 민감합니다. 또한 QDNB의 크기가 크기 때문에 QDNB를 항체와 결합할 때 원심분리 분리가 더 쉽습니다. QDNB를 기반으로 한 형광 측면 유동 면역분석법을 제작하고 15분 만에 시료 내 CRP 농도를 측정했습니다. 테스트 결과는 UV 조명 아래에서 정성적으로 평가할 수 있으며 15분 이내에 형광 리더를 사용하여 정량적으로 측정할 수 있습니다.

서문

측면 유동 면역분석(LFIA) 스트립은 특히 전염병 중 질병 스크리닝에서 현장 진료 ^1,2에서 중요한 신속한 검출 도구 역할을 합니다. 그러나 기존의 콜로이드 금 기반 LFIA 테스트 스트립은 검출 감도가 낮고 정성적 결과만 제공합니다³. LFIA의 검출 감도를 향상시키기 위해 유색 라텍스 ^4,5, 상향 변환 형광 나노 입자⁶, 시간 분해 형광 마이크로 스피어 ^7,8 및 양자점 ^9,10,11을 포함한 다양한 새로운 나노 입자가 등장했습니다. 반도체 나노결정이라고도 하는 양자점(QD)^12,13은 조정 가능한 방출 파장, 넓은 여기....

프로토콜

이 연구는 상하이 피부병 병원의 기관 검토 위원회(No. 2020-15)의 승인을 받았습니다. 인간 혈액 샘플과 관련된 모든 실험 절차는 생물 안전 레벨 II 실험실에서 수행되었습니다. 이 연구에 사용된 시약 및 장비의 세부 사항은 재료 표에 나열되어 있습니다.

1. QD 나노비드의 제조

참고: QD 나노비드 합성을 위해 에멀젼-용매 증발 기술을 사용하여 QD 나노비드를 합성했으며, 오일상과 수상의 비율은 1:5였습니다. 미니 에멀젼은 초음파를 통해 생성되고 나노 비드는 용매 (클로로포름) 증발을 통해 응고됩니다. 수산화 나트륨은 나노 비드 표면에서 무수물 그룹의 가수 분해를 촉매하여 카르복실 기로 변환하는 데 사용되었습니다.

1. 유상(oil phase) 및 수성상(aqueous phase) 용액의 준비
   1. 오일상 1mL 준비: 폴리(스티렌-코말레산 무수물)(PSMA) 용액 0.4mL(50mg/mL), QD 용액 0.1mL(100mg/mL), 1mL 미만의 부피에 클로로포름을 채웁니다.
   2. 5mL의 수성 상을 준비하십시오 : SDS 수용액 (0.5 wt %).

토론

여기에서는 양자점 나노비드(QDNB)²⁷의 준비를 위한 프로토콜과 형광 측면 유동 면역분석(LFIA)의 준비를 위한 QDNB의 사용에 대해 설명합니다. 샘플에서 CRP의 정성적 및 정량적 측정이 입증됩니다. 이 QDNB 기반 LFIA는 다른 질병 바이오마커(^25,32), 식품 독소(^29,30), 바이러스(^16,27

자료

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