氧化石墨烯多层量子点纳米膜的制备及其免疫层析应用

近年来,由新型冠状病毒(SARS-Co V-2)引起的疫情在全球造成了巨大的健康威胁和经济损失。疫情全球大流行对快速、敏感和廉价的即时诊断检测产生了前所未有的需求。目前,即时诊断检测在食品安全分析、环境监测和临床诊断等领域已迅速发展。侧流免疫层析(Lateral flow immunoassay,LFA)是目前非常成熟的即时检测(Point of care testing,POCT)方法,已被广泛应用于小分子和生物大分子(包括肿瘤标志物、病毒、真菌毒素、抗生素和农药残留等)检测。然而,传统的基于比色信号的LFA方法在对目标分析物检测中存在灵敏度低、定量能力有限PF-03084014细胞培养、在复杂样品中稳定性差等明显缺点。因此,本文开发了一种新型膜状荧光纳米标签并应用于LFA系统中。膜状荧光纳米标签极高的量子点(QD)负载量和薄膜状结构可以产生双重信号放大效应,从而极大地提高了LFA方法的灵敏度。在此基础上,我们建立三种基于荧光纳米膜的新型荧光免疫层析方法检测多种目标分析物。主要结果如下:1.通过PEI介导的自组装技术将多层量子点壳依次装载在氧化石墨烯(GO)表面,成功制备出含有双层量子点壳的GO纳米膜(GO@DQD)和含有三层量子点壳的GO纳米膜(GO@TQD)。大量的QD聚集在纳米膜上可以极大提升复合材料的发光能力。此外,这两种荧光纳米膜在复杂溶液中表现出良好的稳定性和分散性。2.构建一种基于GO@DQD的新型荧光免疫层析方法,该方法可以在14 min内高灵敏定量检测食品样本中的S.tyMAPK抑制剂phi,并且灵敏度低至9 cells/m L。该方法的灵敏度分别比基于胶体金(Au NP)的LFA和基于QD微球的荧光LFA方法提高了约1000倍和100倍。而且该方法在食物样品(肉、蛋、白菜提取物)中的检测均展现出优异的准确性和稳定性。3.构建一种基于GO@TQD同时高灵敏检测三种呼吸道病毒(SARS-Co V-2/H1N1/HAd V)的荧光免疫层析方法。该方法可以在15 min内分析唾液样本中的SARS-Co V-2,H1N1和HAd V,检测限分别达到8 pg/m L,488 copies/m L和471copies/m L。比传统的Au NP-LFA和ELISA灵敏度分别提高了100倍和12.5倍。4.构建一种基于GO@TQD高灵敏定量检测三种类型小分子污染物(AFB1/CLEN/KAN)的竞争型荧光免疫层析方法。该方法可以在15 min内快速检测出AFB1,CEastern MediterraneanLEN和KAN,检测限低至pg/m L水平,分别为0.87、2.04和0.81pg/m L。此外,我们提出的方法在复杂的环境(河水和湖水)和食物(牛奶和肉类)样品中保持了优异检测效果。