量子點免疫層析技術簡介

    免疫層析技術(immunochromatographic test strip，ICTS)是將膜層析技術與免疫標記相結合的檢測技術。作為快速診斷試劑，因其操作簡便、檢測時間短、成本低廉、適用于現場檢測（Point-of-care test, POCT）等優點，在生物醫學、食品安全、農藥殘留、環境污染物檢測中已得到廣泛應用。免疫層析中常常引入標記材料，如膠體金、彩色乳膠、上轉換顆粒等，以可視化檢測區抗原抗體反應。新型發光材料量子點(Quantum dots)更是因為其優異的光學特性在免疫生物學和臨床檢驗學等研究中顯示出極大的應用價值。

量子點免疫層析文章發表量統計

（ 來源于Web of Knowledge）

    量子點，又稱半導體納米晶，粒徑約2-10納米，主要由II～Ⅵ族或 III～V 族元素組成，半徑小于或接近于激光玻爾半徑，能夠接受激發光產生熒光。其研究源于20世紀70年代末。與其他免疫標記材料相比：

① 量子點熒光強度高、穩定性好、抗漂白能力強；

② 激發光譜寬，發射光譜較窄且呈對稱分布使得量子點可以用于多種組分的多色標記，實現多組份同步檢測；

③ 生物相容性好，尤其是經過各種化學修飾之后，可以進行特異性連接，細胞毒性低，對生物體危害小，更適用于生物活體標記和檢測。

    量子點納米球(Quantum dots nanobeads，QDNBs)是通過高聚物載體上吸附或包埋量子點而形成的一種標記物。一般通過層層自組裝或者嵌入包埋等方式進行合成。研究表明，多個量子點包埋于有機聚合物中能將量子點的熒光信號進一步放大（同等摩爾數下量子點納米球的熒光強度是量子點的2863倍），從而顯著提高免疫檢測靈敏度。同時量子點被聚合物保護，在一定程度上可避免熒光的淬滅，有效提高量子點的穩定性，此外，聚合物表面有官能團修飾，使得量子點的生物適用范圍更廣。本文將簡述量子點免疫層析技術在免疫檢測中的應用。

量子點免疫層析相關論文研究領域分布一覽

（ 來源于Web of Knowledge）

1 疾病標志物檢測   

        疾病標志物是指可以反映病人疾病狀態的體內蛋白、核酸、代謝物等生化指標，可用作為疾病診斷、鑒別、療效評價、疾病分期、風險評估、愈后監測和健康評價等的輔助性診斷指標。如臨床常用的腫瘤標記物，生物標志血清癌胚抗原（CEA）、甲胎蛋白（AFP）、前列腺特異抗原（PSA）、絨毛膜促性腺激素（HCG）、癌抗原125（CA125）、C反應蛋白（CRP）等。疾病標志物的檢測方法多種多樣，以免疫檢測法最為受到關注。但以膠體金為代表的免疫層析試紙條靈敏度不高，進行多組分分析時需要多個檢測帶，且以定性檢測為主，無法滿足對疾病標志物的早期定量檢測需求。量子點免疫層析技術因其獨特的優勢在疾病標志物檢測中得到越來越高的重視。

      以檢測CEA為例，用量子點取代膠體金顆粒作為信號標記物，與待測腫瘤標志物相應抗體偶聯后噴涂于結合墊上，該腫標志物的另一位點抗體以及二抗包被于NC膜上，分別形成T帶和C帶；通過將樣品墊、結合墊、反應膜、吸水墊按一定順序組裝制成免疫層析試紙條。Wu等開發的量子點免疫層析試紙條可實現在25 min內完成CEA檢測，檢測限可達0.72 ng/mL（臨床指標以＜5.0 ng/mL為宜），耗樣量僅需40 μL。

Hu等將量子點納米球應用于血液樣品中CRP的免疫層析檢測，檢測靈敏度較傳統膠體金免疫層析試紙條提高257倍，檢測限為27.8 pM。

        為滿足腫瘤標記物的早期同步定量檢測，Wang等利用量子點“激發光譜寬，發射光譜較窄且呈對稱分布”這一優點構建多色量子點免疫層析試紙條，實現了對130份人體血清樣本中AFP和CEA的同步定量檢測，檢測限分別為3 ng/mL、2 ng/mL，耗樣量為80 μL，兩種待檢物無明顯交叉反應。

2 食品安全檢測   

        量子點免疫層析在食品中有害物質檢測（食源性致病菌、農獸藥殘留、生物毒素等）中也得到了廣泛研究。對微生物檢測主要以雙抗夾心法為主。與蛋白等大分子采用抗體夾心法檢測不同的是，農獸藥殘留、生物毒素一般為小分子物質，為半抗原，需修飾載體蛋白成為完全抗原才具有免疫原性，且抗原結合位點較少，因此，對于這類污染物的檢測一般采用競爭抑制法。

Ouyang等選用昆道生物研制的量子點納米球開展黃曲霉毒素總量（AFT）量子點納米球免疫層析技術研究，實現了對花生和大米基質中靶標物的定量檢測。與其研究團隊前期以膠體金、時間分辨熒光微球為標記材料建立的免疫層析技術檢測靈敏度相比，QDNBs-ICTS方法檢測限將近低100倍。胡華軍等利用水溶性的 CdTe/ZnSe 核殼量子點與抗克倫特羅多克隆抗體進行共價連接，成功制備了用于檢測克倫特羅多的免疫層析試紙條，該試紙條的檢測靈敏度高，可用于食品安全的快速靈敏檢測。

Tarannova等首次采用量子點的多色性與免疫層析技術相結合，建立了牛奶中多種抗生素殘留檢測的免疫層析方法，該方法將525、585、625 nm三種發射波長的QDs分別標記抗氧氟沙星（OFL）抗體、抗氯霉素（CAP）抗體、抗鏈霉素（STM）抗體，然后在試紙條上不同區域劃上三條檢測線（對應OFL、CAP、STM抗原），在紫外照射下采用CCD圖像傳感器讀取檢測線與控制線的熒光強度，建立了可同時檢測三種抗生素殘留的免疫層析試紙條，對OFL、CAP、STM三種抗生素的 LOD分別達0.3、0.12、0.2 ng/mL，比使用相同抗體建立的ELISA方法要低80-200倍，檢測時間更短，靈敏度更高。

3 病毒檢測   

        建立針對動植物病毒的快速、特異性強、靈敏度高的檢測技術對于診斷、預防、治療和流行病學分析具有重要意義。將量子點這一新型材料引入也成為科研者的研究熱點。

        鳥類流感病毒是高致病性的流感病毒，造成國內家禽的嚴重疾病甚至死亡，引發人類感染甚至死亡。鳥類A型病毒又可分為很多亞型，其中 H5、H9亞型為常見的引起人類嚴重呼吸系統疾病。Wu等結合水溶性量子點表面的氨基與相對應亞型鼠源單克隆抗體上的羧基連接作為熒光探針，亞型 H5和 H9相對應的包被抗體分別對應檢測線1和檢測線2，包被的羊抗鼠 IgG 作為控制線，當樣本中存在2種亞型病毒時， 則3條帶均有熒光；當只存在亞型 H5 時，則測試線 1 和控制線有熒光；只存在亞型 H9 時，測試線2和控制線有熒光；2種都不存在時，只有控制線有熒光。該方法快速簡便、靈敏，其H5 和H9 的檢測限為 0.016 HAU 和 0.25 HAU，可在15min內完成檢測，這為病毒的早期診斷提供了新方法，從而有效地預防并阻止病毒的擴散。

林彥星等采用量子點作為標記材料對葡萄球菌蛋白A(SPA)進行標記，以抗SPA的多克隆抗體作為質控線的包被蛋白，制備快速檢測非洲豬瘟病毒ASFV抗體的量子點免疫層析試紙條。用量子點試紙條和進口 ELISA 試劑盒對臨床豬血清樣品進行比對檢測，除陽性對照外，140 份臨床血清樣品檢測結果全部為陰性，兩者符合率為 100％，可用于口岸現場的快速檢測或與 ASF 疫區接壤的邊境地區開展流行病學監測。

        QDs-ICTS 的優勢眾多，應用范圍也愈趨廣泛。以上僅是筆者針對這個研究熱點，挑選比較具有代表性的檢測對象與檢測手段，做出的一點淺顯解讀。量子點免疫層析還有很大的發展空間，值得廣大研究者們去努力探索挖掘。昆道專業致力于新型納米生物診斷系統的開發，與您一起努力，志在為診斷技術的開發注入全部力量，以提高人類生命質量。

參考文獻：

胡華軍等. 分析化學, 2010. 38(12): 1727-1731

林彥星等. 中國獸醫科學,2017,47(10):1214-1220.

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