量子点抗体偶联技术研究进展

量子点是一种半导体纳米晶体,其具有激发光谱宽、发射光谱窄,光稳定性好,良好的生物相容性等各种优越的性能,目前广泛应用于生物标记、生物传感和生物成像的研究中。量子点生物学应用中最为关键的一步,是如何将抗体等生物大分子有效的偶联于量子点表面并保持其生物活性。近年来,尽管对量子点的制备方法和生物学应用进行了较为深入的研究,但量子点和生物分子之间偶联技术的综述还少见报道。本文从非共价偶联技术和共价偶联技术两个方面对各种量子点抗体偶联技术的特性进行分析,也对未来量子点生物学应用中将会遇到的挑战和发展趋势进行展望。     

量子点偶联抗体型夹心免疫传感法检测心肌肌钙蛋白I

将纳米量子点(QD)的放大作用与夹心免疫传感技术相结合, 首次应用量子点标记抗体和表面等离子体共振生物传感器(SPR)对心肌肌钙蛋白I(cTn I)进行特异性定量检测. 利用N-羟基琥珀酰(NHS)和1-乙基-3-(3-二甲氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐(EDC)将量子点偶联到cTn I的单克隆抗体2F11上, 再利用SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)验证偶联是否成功, 膜印迹法证明标记后的2F11具有良好的生物学和免疫学活性, 最后以蛋白A为基底膜、特异性抗心肌肌钙蛋白I多克隆抗体为第一抗体(捕捉抗体)、QD标记的抗心肌肌钙蛋白I单克隆抗体2F11为第二抗体(检测抗体), 用表面等离子体共振生物传感器构建了对心肌肌钙蛋白I具有特异性的夹心免疫传感法, 并成功用于检测心肌肌钙蛋白I. 本法的检测范围为0.4~15 μg/L, 检出限为0.4 μg/L, 较未标记夹心法和直接法分别提高了约2倍和10倍.     

用于乙肝表面抗原检测的压电免疫传感器的研制

研制了一种用于乙肝表面抗原（ＨＢｓＡｇ）检测的新型传感器———石英压电免疫传感器。采用聚乙烯亚胺粘附和戊二醛交联法在金电极上固定抗体蛋白，对固定化过程进行了监测。ＨＢｓＡｇ含量的检测范围为１～４０ｍｇ／Ｌ。使用过的电极用０２ｍｏｌ／Ｌ乙醇胺（ｐＨ＝８）解吸，可重复使用。将此传感器用于实际血清样品的检测，与酶联免疫吸附法所得结果吻合。     

CdS量子点与CdSe量子点间荧光共振能量转移研究

在有机相中合成了不同尺寸的CdS和CdSe量子点, 并利用Langmuir-Blodgett (LB)技术将相同尺寸的CdS和CdSe量子点组装成多层复合纳米有序结构. 采用荧光光谱研究了CdS和CdSe量子点在混合体系和多层复合纳米有序结构状态下的荧光共振能量转移(Fluorescence resonance energy transfer, FRET). 我们观察到CdS和CdSe量子点混合溶液与当溶剂挥发形成固态膜中, CdS量子点的荧光强度较溶液状态下强烈猝灭, 表明当颗粒间距离减小时CdS和CdSe量子点间产生较高效率的荧光共振能量转移. 在多层复合纳米有序结构中, 随着给体CdS量子点层数的增加, 单层受体CdSe量子点的荧光逐步增强, 这表明层间纵向能量转移率随给体层数的增加而提高.     

CdS量子点制备与单增李斯特菌抗体偶联的研究

以CdCl2和Na2S为原料,以巯基乙酸为稳定剂,采取水相合成方法制备了CdS量子点.结果表明,合成CdS量子点最佳条件是:作用时间3 h,[Cd2+]: [S2-]为2: 1, 50 μL稳定剂,pH 8.0,反应温度30 ℃.通过EDC · HCl和NHS的作用,成功地将单增李斯特菌抗体IgG与CdS量子点偶联.偶联后的IgG-CdS荧光强度显著增强,为偶联前的4倍.血清凝集反应和直接免疫荧光实验证明,偶联CdS量子点的单增李斯特菌抗体的特性没有发生变化,在荧光显微镜下可快速灵敏地检测出单增李斯特菌.本方法特异性强、稳定性和重复性高,可用于食品中致病菌的快速检测.     

铜掺杂ZnSe量子点荧光探针测定镉(Ⅱ)

基于镉(Ⅱ)与ZnSe/Cu量子点之间的荧光猝灭作用,提出了用ZnSe/Cu量子点作为荧光探针测定镉的方法。通过微波辅助加热,在水溶液中合成了巯基丙酸修饰的ZnSe/Cu量子点。用荧光光谱、紫外光谱研究了ZnSe/Cu量子点与镉(Ⅱ)的相互作用。在pH为7.4的三羟甲基氨基甲烷-盐酸缓冲溶液和1.5×10-4 mol·L-1 ZnSe/Cu量子点溶液中测定镉(Ⅱ)。镉(Ⅱ)的质量浓度在0.025~0.40mg·L-1范围与ZnSe/Cu量子点荧光猝灭强度呈线性关系,方法的检出限(3s/k)为0.021 6mg·L-1。方法应用于水样的测定,回收率为98.0%,102%。对0.15mg·L-1镉(Ⅱ)标准溶液测定11次,测定值的相对标准偏差为6.7%。     

量子点与人源抗谷胱甘肽单链抗体的连接与表征

用已构建的表达载体pPELB-B3, 在大肠杆菌Rosetta中可溶性表达人源抗谷胱甘肽(GSH)单链抗体B3(scFv-B3), 经Ni2+螯合亲和层析纯化后, 用点印迹法验证了其与GSH结合的特异性. 将水相合成的半导体纳米粒子(半导体量子点, QDs)在N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)和1-乙基-3-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺盐酸盐(EDC)的作用下, 与scFvs连接. 光谱分析和膜印迹结果表明, scFvs成功地共价连接到QDs表面, 所得的QD-scFvs复合物能够较好地识别GSH. 荧光显微镜观察QD-scFvs与人乳腺癌细胞MCF-7的作用结果, 初步判断QD-scFvs能够跨膜进入细胞.     

耐酸性及抗离子干扰氮掺杂碳量子点检测Fe(Ⅲ)北大核心CSCD

以柠檬酸和甲基红分别为碳源和氮源,采用一锅法一步水热制备尺寸均匀(平均3.99 nm)、表面富含酚羟基、氨基、羧基等功能团的氮掺杂碳量子点(Fe-N-CQDs),该材料有良好的水分散性、酸碱缓冲性和Fe(Ⅲ)的强选择性。以Fe-N-CQDs为荧光传感器,可在低pH值(1.5)和常见金属阳离子(0.5 mmol/L,Zn^(2+)、Cr^(3+)、Ca^(2+)、Hg^(2+)、Ni^(2+)、Na^(+)、Mg^(2+)、Al^(3+)、Cd^(2+)、Co^(2+)、Mn^(2+)、Zn^(2+)、Fe^(2+)、Cu^(2+)、Pb^(2+))共存条件下,对富含金属的酸性废水、酸化保存的天然水样中Fe(Ⅲ)实现准确的荧光识别检测,线性范围和检出限分别为2.3~200μmol/L和2.3μmol/L。为酸性环境水体中Fe(Ⅲ)的检测提供有效的荧光探针,解决CQDs选择性不强及不适用于低pH值的问题。     

对氟苯酚-H_2O_2-HRP体系酶联荧光免疫分析研究ⅣF~--Zr-8-羟基喹啉-5-磺酸荧光法测定人血清中乙肝表面抗原和E抗体

将Ｚｒ－８－羟基喹啉－５－磺酸荧光体系与对氟苯酚为底物的酶促反应相偶合，建立了一种测定辣根过氧化物酶（ＨＲＰ）及其标记物的新方法．测定ＨＲＰ的线性范围为０．０３１～３１ｍＵ／ｍＬ，检出限（３σ）为０．００７ｍＵ／ｍＬ．用于测定人血清中乙肝表面抗原和Ｅ抗体，结果令人满意．     

量子点标记的斑点免疫渗滤分析定量检测cTnI

利用量子点良好的光谱特征和光化学稳定性, 结合免疫分析技术, 对心肌肌钙蛋白I(cTnI)特异性进行定量检测. 用量子点标记cTnI的单克隆抗体(2F11), 通过SDS-PAGE电泳证明标记成功. 斑点免疫膜渗滤法证明标记后的2F11仍具有良好的生物学活性, 再将标记并纯化后的2F11与NC膜上不同浓度的cTnI进行免疫反应, 使用ImageMaster图像分析软件对膜上荧光斑点图像进行定量分析. 应用此方法测得cTnI的浓度和斑点处相对荧光值有良好的线性关系(R2=0.9966), 最低检出值为120 ng.     

CdTe量子点的制备及其与Au(Ⅲ)的作用

以金属铝作为还原剂,制备(NH4)2Te前体,合成了水溶性荧光CdTe量子点(QDs),该QDs在紫外光照射下有较强的荧光且发射波长可调谐,并可稳定放置.计算了发射峰位置在575 nm CdTe QDs的粒径为2.82 nm,与TEM图像进行对比,计算了量子产率为28%;讨论了在不同的实验条件下,Au(Ⅲ)对CdTe QDs的荧光猝灭,Au(Ⅲ)的浓度在2.1×10-8～6.0×10-7 mol·L-1与荧光猝灭值呈线性关系,线性方程为△F=0.0903+1.713c,r=0.9984,检出限为9.4×10-9 mol·L-1.     

发光二硫化钼量子点的“自上而下”合成及其在Cr(Ⅵ)检测中的应用

以曲拉通为分散剂,MoS₂粉末为原料,通过水热法“自上而下”制备了具有绿色荧光的MoS₂量子点(MoS₂ QDs)。所制备的MoS₂ QDs对Cr(Ⅵ)具有显著的荧光响应,随着Cr(Ⅵ)浓度的增加,MoS2QDs在500 nm处的荧光强度逐渐降低,并与Cr(Ⅵ)浓度在0.5～200μmol/L范围呈现良好的线性关系,检出限为0.33μmol/L。该方法可应用于水体中Cr(Ⅵ)含量的测定。     

单相硫化锌量子点制作白光发光二极管(WQLEDs)

制备不含稀土元素、价格低廉且对环境友好的单相量子点发光材料,对于实现白光量子点二极管(WQLEDs)的大规模商业化应用至关重要.用一步水热法合成了硫化锌量子点(Zn S-QDs),其热分解温度高达680℃,荧光量子产率为16.3%.通过紫外吸收光谱和理论计算探讨了Zn S-QDs的锌空位发光机理,并制备出发标准白光的WQLEDs,工作电流在300 mA时的国际照明委员会(CIE)坐标为(0.3725, 0.4006),显色指数(CRI)为76.6,相关色温(CCT)为4500 K,三色比(R,G,B)为R=14.6%,G=83.5%,B=1.8%,红绿蓝三种颜色中绿光占比最多,蓝光含量最少,有利于眼睛的保护.该研究实现了使用无稀土掺杂的单相量子点制备WQLEDs的目标.     

金纳米粒子/石墨烯量子点复合修饰电极检测NO_(2)^(-)北大核心CSCD

采用微波加热石墨烯量子点还原HAuCl_(4)的方法,制备金纳米粒子/石墨烯量子点(AuNPs/GQDs)复合物,并将其应用于构建具有高灵敏度的NO_(2)^(-)电化学传感器。由于GQDs大的比表面积和AuNPs良好的导电能力,合成的AuNPs/GQDs复合材料显著提高了NO_(2)^(-)的电化学响应。利用循环伏安法研究NO_(2)^(-)在AuNPs/GQDs修饰电极上的电化学性质,发现在电位1.22 V处出现一个明显的氧化特征峰,其氧化峰电流与NO_(2)^(-)浓度成线性关系,线性范围为1.0×10^(-7)~1.0×10^(-5) mol/L,检测限(S/N=3)为5.0×10^(-8) mol/L。将该方法应用于土壤中NO_(2)^(-)的检测,具有较好的准确度。     

CdTe量子点荧光猝灭法测定痕量铬(Ⅲ)

以CdTe量子点作为荧光探针,基于荧光猝灭法对Cr(Ⅲ)进行了定量检测,考察了缓冲溶液、量子点浓度、反应时间等多种因素的影响.实验结果表明,在0.1mL pH 7.3的0.2 mol/L Na<,2>HPO<,4>-NaH<,2>PO<,4>缓冲液中,反应时间为20 min,Cr(Ⅲ)浓度为2.4×10<'-7>～6.0×10<'-6>mol/L范围时,其线性回归方程为F<,0>/F=1.1274+0.0640 c(10<'-7>mol/L),相关系数和检测限分别为0.9984和4.5×10<'-8>mol/L.为Cr(Ⅲ)的测定提供了新的方法.     

Eu(Ⅲ)掺杂ZnS量子点室温磷光法测定生物体液中盐酸普萘洛尔

在水相中合成了L-半胱氨酸包覆的Eu(Ⅲ)掺杂ZnS量子点(QDs),基于盐酸普萘洛尔(PRO)对该量子点磷光的显著猝灭作用,建立了一种室温磷光(RTP)猝灭法测定生物体液中PRO的新方法。在最佳条件下,当PRO的浓度为5~500ng·mL-1时,RTP变量(△IRTP)与其浓度呈现出良好的线性关系,检测限为4.18ng·mL-1,5次平行测定的相对标准偏差为2.6%。该方法成功地应用于生物体液中PRO的测定,样品加标回收率为95%~101%。     

ZnO-离子液体功能化的石墨烯量子点的制备及荧光性能

利用水热法制备了ZnO-1-丙胺基-3-甲基咪唑氯离子液体功能化的石墨烯量子点溶液,通过紫外-可见吸收光谱、红外吸收光谱和透射电镜对其进行了表征.通过研究各种因素对ZnO-离子液体功能化的石墨烯量子点的荧光发射光谱的影响,发现Cr₂O₇^2-对ZnO-离子液体功能化的石墨烯量子点有荧光猝灭现象.实验结果表明,在优化的实验条件下,pH=5.0,Cr(Ⅵ)浓度为1.0×10^-7～1.6×10^-6 mol·L^-1时,Cr(Ⅵ)对ZnO-离子液体功能化的石墨烯量子点的荧光猝灭呈线性,其线性方程为F/F₀=0.969 5-0.008 4c,R=0.998 8,检出限为7.6×10^-2μmol·L^-1.     

硅掺杂碳量子点荧光猝灭法测定水样中铜(Ⅱ)

3-氨丙基三甲氧基硅烷(APTMS)与戊二醛(GA)混合前驱物合成的硅掺杂碳量子点(SDCQDs),其最大吸收、激发和发射波长分别为259,245,395 nm,量子产率为13.60%,XPS谱图表明碳量子点掺杂Si,且富含甲亚胺基团和硅氧键。Cu~(2+)对碳量子点荧光产生猝灭作用,依据Cu~(2+)浓度与碳量子点荧光强度猝灭率的相关性,建立碳量子点荧光探针测定水样中Cu~(2+)的分析方法,其它金属离子对Cu~(2+)干扰程度较小,回收率为91.4%~100.8%,检出限为0.13μmol/L,相对标准偏差为0.20%~0.92%。     

基于Mn掺杂ZnS量子点的室温磷光检测盐酸异丙嗪

以三巯基丙酸(MPA)为表面修饰剂,采用水相合成法制备了稳定且具有良好光学性质的Mn掺杂Zn S量子点。在p H 7.4的磷酸缓冲液中,盐酸异丙嗪的加入使MPA包裹的Mn掺杂Zn S量子点的室温磷光发生明显猝灭,据此建立了一种检测盐酸异丙嗪的新方法。磷光猝灭强度(ΔRTP)与盐酸异丙嗪浓度呈良好线性,其线性范围为3.2~32μmol/L与32~160μmol/L,相关系数分别为0.998与0.999,检出限为0.553μmol/L。将该方法用于人血清与尿液中盐酸异丙嗪的检测,加标回收率为96.4%~103.1%,结果满意。     

碳量子点荧光成像法应用于聚丙烯酰胺凝胶电泳检测人血清蛋白质的研究

建立了碳量子点荧光成像法检测聚丙烯酰胺凝胶电泳分离蛋白质如人血清蛋白质的新方法. 通过一步绿色微波法合成的碳量子点并将其应用在聚丙烯酰胺凝胶电泳分离蛋白质的检测中, 通过醋酸-醋酸钠调节孵育溶液, 优化pH值、碳量子点的用量及孵育溶液的浓度等条件, 使碳量子点和蛋白质相结合并在365 nm的紫外灯照射下得到了清晰的人血清蛋白电泳图, 该新方法具有原料便宜易得、无污染、简单、快速、高灵敏度、低背景及高分辨率的优点, 在生物技术方面和纳米技术方面具有巨大的应用前景.