量子点和金纳米颗粒的生物标志物体外检测方法的构建

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1、ＴＩＡＮＪＩＮＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ中国第—所现代大学ＦＯＵＮＤＥＤＩＮ１８９５博士学位论文■ＨｌｌｌｉｍｈｉｌｌＭ—级学科材料科学与工程：料学学科专业：材玉东作者姓名：武指导教师：常津教授天津大学研究生院２０１７年５月量子点和金纳米颗粒的生物标志物体外检测方法的构建ConstructionofQuantumDotsandGoldNanoparticles-BasedMethodsforBiomarkersDetectioninVitro一级学科：材料科学与工程学科专业：材料学

2、作者姓名：武玉东指导教师：常津教授天津大学材料科学与工程学院二零一七年五月摘要近年来随着纳米科学技术和疾病体外诊断技术的迅速发展，以量子点和金纳米颗粒等纳米材料作为载体制备多功能的免疫检测探针并应用于生物医学诊断领域俨然已经成为了目前体外诊断领域的研究热点。量子点和金纳米颗粒等具有优异物理化学性能的纳米粒子的适时出现，有望在疾病检测领域取得突破性进展，有助于解决传统的免疫分析检测技术存在的缺陷和不足。因此针对目前疾病体外诊断技术存在的操作复杂、检测时间长、检测灵敏度不足等问题，本论文拟构建基于量子点的免疫层析试纸条检测技术和基于

3、金标凝血酶增敏免疫探针的荧光酶联免疫吸附检测技术，实现生物体内生物标志物快速、灵敏和定量的检测。首先，采用高温油相法制备了高性能的CdSe核壳结构量子点，探索了影响量子点光学性能的主要因素，实现了量子点发射波长的可控合成；通过双亲性高分子PMAO对量子点亲水性改性，表征了改性前后量子点的变化；通过EDC活化量子点表面的羧基与抗体游离的氨基反应，制备了量子点免疫荧光探针QDs-Ab2，构建了量子点免疫荧光试纸条，探索了量子点免疫荧光试纸条的影响因素，评估了量子点免疫荧光试纸条的性能，最后完成了病人血清的初步检测。其次，采用柠檬酸钠

4、种子生长法制备了不同粒径的金纳米颗粒，在弱碱性条件下通过静电吸附的方式制备了金标凝血酶增敏免疫探针，从颗粒粒径、投料配比及蛋白用量等方面对金标凝血酶增敏免疫探针进行了优化，并优化了免疫探针浓度对于免疫分析的影响，并以甲胎蛋白和乙肝表面抗原为模型，构建了一种新型的荧光酶联免疫吸附检测分析技术，最后完成了对病人血清的检测分析。结果显示，制备的硒化镉核壳结构量子荧光量子产率高、粒径分布均匀、结晶度高，量子点改性前后其光学性能得到了良好的维持，量子点免疫荧光试纸条具有良好的特异性、灵敏度和稳定性，病人血清的初步检测取得了良好的效果，体现

5、出量子点试纸条在生物标志物的快速定量检测方面的巨大潜力。制备的AuNPs颗粒尺寸分布均匀，免疫探针具有抗体免疫活性和凝血酶活性，结合罗丹明110荧光底物，构建的新型荧光ELISA具有良好的特异性和超高的检测灵敏度，对于甲胎蛋白和乙肝表面抗原的检测灵敏度分别高达10-8ng/mL和5*10-4IU/mL，在生物标志物的超灵敏定量检测方面具有良好的发展前景。关键词：量子点；免疫层析试纸条；金纳米颗粒；荧光酶联免疫吸附检测；体外诊断ABSTRACTInrecentyears,withtherapiddevelopmentofnanot

6、echnologyandinvitrodiagnostictechniques,preparationofmultifunctionalimmuneprobeusingnanomaterial,suchas,quantumdotsandgoldnanoparticles,hasbecomeahotspotinthefieldofinvitrodiagnostics.Withtheemergenceofnanoparticlesofexcellentphysicalandchemicalproperties,suchas,quan

7、tumdotsandgoldnanoparticles,anditisexpectedtomakeabreakthroughinthefieldofdiseasedetection,whichishelpfultosolvetheshortcomingsoftraditionalimmunoassaytechnology.Therefore,inviewoftheexistingproblemsinthediagnosisofdiseases,suchascomplexoperation,longdetectiontime,la

8、ckofdetectionsensitivityandsoon,weproposeaquantumdotbasedimmunochromatographicassayandanenzymeantibodyduallabeledgoldnanoparticlesp