纳米技术在检验医学中的应用与研究进展

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1、万方数据主堡捡验匡堂苤查!塑!生!旦筮!!鲞筮i翅垦垡!』地丛型，丛业!Q堕：Y!!垫：盟堡!纳米技术在检验医学中的应用与研究进展李青李富荣吴雄文纳米又称为毫微米，是一种长度计量单位，1纳米等于十亿分之一米(1nm=10一m)。纳米技术(NaIlotechnology)是在0．1～100．Onm空间尺度内操纵原子和分子，对材料进行加工制造后，产出具有特定功能的产品，或对某物质进行研究，掌握其原子和分子的运动规律和特性的一门崭新的综合性科学技术。科学家们发现，物质在加工到100nm以下时，往往会产生许多既不同于微观的原子、分子，也不同于宏观世界的神奇变化，即产生表面效应、

2、量子尺寸效应、宏观量子隧道效应，以及由这些效应引起的与传统材料所不同的奇异或反常的物理、化学特性。纳米技术涉及面十分广泛，已辐射多个学科。纳米技术在生物医学领域也得到了广泛的发展，虽然它还处于发展初期，但纳米医学作为一门新学科的时代已经到来。纳米技术已经对生物医学检测系统产生影响，其中不同形状、不同大小和不同成分的纳米微粒对生物医学检测水平也将产生根本的变化。而纳米微粒和生物分子轭合物的制备方法在不断更新，生物连接制备的纳米粒子也在逐渐商品化，亦将对检验医学同样产生深远影响。一、磁性纳米粒磁性纳米粒(magIleticnanopanicle)的研究始于80年代，迄今广泛

3、用于有机固相合成和生物分子固定化的载体，其中磁性材料主要有Fe、co、Ni等过渡金属及其氧化物和混合材料等。磁性纳米粒具有超顺磁性，在外磁场作用下，固液相的分离十分简单，可省去离心、过滤等繁杂的操作，撤去磁场后无剩磁残留，并可在外磁场作用下定位。磁性纳米粒可通过共聚、表面改性赋予其表面多种反应性功能基，可连接各种基团或DNA片段而用于不同的检测。1．生物活性物质和细胞的富集：在检验医学中被测活性物质或细胞的富集是一个重要问题，亲和配体技术在分选和回收方面提供了强有力的工具。批量磁性分离与传统的液相层析方法相比，具有速度快、样品无须预处理的优点。将单抗通过共价交联或吸附到

4、磁性微粒的表面，形成具有免疫活性的磁性微球，免疫磁性微球(IMMs)表面的单抗能与相应的抗原(如细胞表面的抗原、微生物特异性的抗原及生物活性物质等)结合，在外加磁场中，通过抗体与磁珠相连的细胞或物质被吸附滞留在磁场中，而其他种类的细胞或物质则基金项目：国家科技攻关计划项目资助(2003BA310A23)作者单位：430030武汉，华中科技大学同济医学院免疫学教研室(李青、吴雄文)；暨南大学第二临床医学院临床医学研究中心(李富荣)通讯作者：李富荣，518020深圳，暨南大学第二临床医学院临床医学研究中心．国内夕卜进展．被分离，以达到富集的目的。免疫磁性微球将抗原抗体反应的

5、高度特异性和纳米磁性微粒的富集作用相结合，可达到特异性的生物活性物质和细胞的富集效果，这种分离技术在临床医学诊断上具有广阔的应用前景。Nag)r等已用针对胎儿红细胞抗原，即运铁蛋白受体(cD71)单抗标记的免疫磁性微球很容易将母体外周血中的极少量胎儿细胞富集，方法简便，并能通过进一步荧光聚合酶链反应(PCR)检测确定胎儿性别，以进行非创伤性产前诊断¨J。另外，癌症的早期诊断一直是医学界亟待解决的难题。理论上，利用免疫磁性微球进行细胞分离技术可在早期肿瘤患者血液中检出癌细胞，实现对肿瘤的早期诊断。Taubert等已用白细胞分化抗原(cD)45单抗标记的免疫磁性微球将外周血

6、中的白细胞去除，从而实现癌细胞的富集，随后用免疫细胞化学方法检测癌细胞旧一。如果将寡核苷酸链(dT)交联到纳米磁性微粒上，也可用于真核细胞poly(A)+mRNA的分离纯化"o。2．生物活性物质和异生质分析与检测：生物活性物质的检测有很多种方法，其中，以抗体为基础的技术尤其重要。免疫分析加上磁性修饰已成功地用于各种生物活性物质和异生质(如药物、致癌物等)的检测。将特异性抗体或抗原固定到纳米磁球表面，并以酶、放射性同位素、荧光染料或化学发光物质为基础所产生的检测与传统微量滴定板技术相比具有简单、快速和灵敏的特点。比如N锄等H1建立了一种超灵敏的检测蛋白质的方法，在这个系统

7、中使用了磁性微球[前列腺特异性抗原(PsA)单抗标记]和联有特异性DNA片段的纳米粒子(同时PSA单抗标记)2种试剂，通过夹心法与血清中的PSA形成复合物，在磁场下分离血清中的PSA，然后用PcR或基因芯片技术检测，其灵敏度比常规的临床检测方法高6个数量极。vanHelden等"o将抗体连接的纳米磁性微球与高效率、快速的化学发光免疫测定技术相结合的自动检测系统，则成功地用于血清中人免疫缺陷病毒1型和2型(HIV．1和HIV．2)抗体的检测。另外，用于人胰岛素检测的全自动夹心法免疫测定技术也已建立，其中亦用到抗体-蛋白A．纳米磁性微粒复合物