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量子點(diǎn)在衛(wèi)生分析領(lǐng)域中的應(yīng)用

所屬分類:教育論文 閱讀次 時(shí)間:2021-11-18 18:58

本文摘要:摘要量子點(diǎn)(QDs)作為一種新型的半導(dǎo)體納米材料,由于其具有斯托克斯位移大、生物相容性好、抗光漂白、熒光壽命長、光催化活性強(qiáng)等優(yōu)異的光化學(xué)特性,以及獨(dú)特的介電限域效應(yīng)、庫倫阻塞效應(yīng)等電學(xué)特性,近年來在衛(wèi)生分析領(lǐng)域的研究和應(yīng)用獲得了廣泛關(guān)注。本文重點(diǎn)綜述了

  摘要量子點(diǎn)(QDs)作為一種新型的半導(dǎo)體納米材料,由于其具有斯托克斯位移大、生物相容性好、抗光漂白、熒光壽命長、光催化活性強(qiáng)等優(yōu)異的光化學(xué)特性,以及獨(dú)特的介電限域效應(yīng)、庫倫阻塞效應(yīng)等電學(xué)特性,近年來在衛(wèi)生分析領(lǐng)域的研究和應(yīng)用獲得了廣泛關(guān)注。本文重點(diǎn)綜述了QDs對(duì)衛(wèi)生樣品中離子、小分子化合物(抗生素、生物毒素等)、生物大分子、微生物等分析檢測(cè)的最新研究成果及進(jìn)展,為QDs的進(jìn)一步研究開發(fā)及應(yīng)用提供新的參考方向及思路。

  關(guān)鍵詞量子點(diǎn);衛(wèi)生分析;離子;小分子化合物;生物大分子;微生物

量子點(diǎn)論文

  近年來,衛(wèi)生安全問題種類繁多且層出不窮,已成為社會(huì)關(guān)注的主要熱點(diǎn)問題之一。為保障人民健康,一方面要加強(qiáng)衛(wèi)生監(jiān)督管理,另一方面要?jiǎng)?chuàng)新衛(wèi)生檢測(cè)方法和手段,彌補(bǔ)現(xiàn)有分析技術(shù)的漏洞和缺陷。目前,基于新型半導(dǎo)體納米材料量子點(diǎn)(Quantumdots,QDs)對(duì)衛(wèi)生樣品中物質(zhì)的檢測(cè)已成為衛(wèi)生分析領(lǐng)域前沿方法之一。

  QDs又被稱為“人造原子”或“超原子”,其粒徑一般介于1~100nm之間,與宏觀材料以及其他微觀粒子相比,QDs具有獨(dú)特的量子尺寸效應(yīng)(Quantumsizeeffect)、量子隧道效應(yīng)(Quantumtunnelingeffect)、量子限域效應(yīng)(Quantumconfinementeffect)和表面效應(yīng)(Surfaceeffect),以及斯托克斯位移大、生物相容性好、抗光漂白和熒光壽命長等特點(diǎn)[1],在衛(wèi)生檢測(cè)[2~4]、光電器件[5,6]、腫瘤診斷[7~9]和生物成像[10,11]等方面具有廣闊的應(yīng)用前景。鑒于QDs上述顯著特點(diǎn),近些年來,基于QDs開發(fā)了一系列應(yīng)用于衛(wèi)生樣品中各種物質(zhì)的分析檢測(cè)方法。

  本文從QDs表面修飾基團(tuán)、檢測(cè)原理、分析方法和檢測(cè)能力等方面就QDs應(yīng)用于衛(wèi)生樣品中各種離子、小分子化合物(如抗生素、生物毒素等)、生物大分子、微生物等的最新分析檢測(cè)方法的研究進(jìn)行了綜述。目前,基于QDs的分析檢測(cè)技術(shù)多集中于通過熒光增強(qiáng)或者熒光猝滅原理來實(shí)現(xiàn),即QDs與待測(cè)物質(zhì)作用會(huì)導(dǎo)致其熒光增強(qiáng)或者猝滅,且待測(cè)物質(zhì)的濃度和QDs熒光增強(qiáng)或者猝滅的變化強(qiáng)度呈一定線性關(guān)系,因此,可用QDs對(duì)其實(shí)現(xiàn)檢測(cè)分析。此外,基于QDs的納米傳感器和熒光免疫方法也逐步興起,在物質(zhì)的定量或定性檢測(cè)中應(yīng)用日益廣泛。相比其他熒光材料,基于QDs應(yīng)用于衛(wèi)生樣品中各類物質(zhì)的分析檢測(cè)方法均顯示出高靈敏度、高選擇性和省時(shí)簡便等顯著優(yōu)勢(shì)。

  1離子檢測(cè)

  衛(wèi)生樣品中各類離子的常規(guī)檢測(cè)方法包括各種元素分析法(原子吸收分光光度法、原子熒光光譜法、紫外-可見分光光度法、分子熒光法、電感耦合等離子體質(zhì)譜法)以及離子色譜法、毛細(xì)管電泳法等,這些方法或具有較高的靈敏度,或具有較高準(zhǔn)確性,但繁雜的樣品預(yù)處理、較高的實(shí)驗(yàn)室儀器設(shè)備要求以及存在不同程度的干擾等在一定程度上限制了其在衛(wèi)生分析領(lǐng)域中的普及性和快速檢測(cè)方面的適用性。

  QDs優(yōu)越的光電特性為開發(fā)簡單易行的分析檢測(cè)方法提供了新思路。1997年,Isarov等[12]研究發(fā)現(xiàn),金屬離子Cu2+可與2-丙醇中的CdS納米顆粒發(fā)生相互作用,并能導(dǎo)致QDs熒光猝滅(可能是因?yàn)镼Ds表面的Cu2+被還原,從而造成熒光猝滅),為基于QDs熒光猝滅機(jī)制對(duì)金屬離子進(jìn)行定量分析提供了思路。

  在此基礎(chǔ)上,2002年,Chen等[13]研究發(fā)現(xiàn),Cu2+濃度同CdSQDs熒光猝滅的變化程度之間存在良好的線性關(guān)系,并首次利用CdSQDs作為選擇性離子探針對(duì)水性樣品中的Cu2+實(shí)現(xiàn)檢測(cè)分析,為后續(xù)基于QDs對(duì)金屬離子進(jìn)行定量檢測(cè)分析奠定了良好基礎(chǔ)。隨后,劉西京等[14]將雙硫腙結(jié)合到CdTeQDs表面使其熒光猝滅,Pb2+破壞CdTeQDs-雙硫腙復(fù)合物的熒光共振能量,使CdTeQDs熒光逐漸恢復(fù),利用這一原理完成濃度為10~20μmol/L的Pb2+定量檢測(cè),并實(shí)現(xiàn)了污水中痕量Pb2+的檢測(cè)應(yīng)用。

  近年來,基于不同種類QDs的檢測(cè)方法逐步興起,為衛(wèi)生樣品中待測(cè)離子的實(shí)際檢測(cè)工作提供了有效方法途徑。2016年,鄧亞軍等[15]采用微波輔助法合成了碳量子點(diǎn)(CQDs),基于Cu2+對(duì)CQDs的熒光猝滅原理,實(shí)現(xiàn)了其對(duì)Cu2+的檢測(cè)應(yīng)用,最低檢出限為0.23μmol/L。

  此外,研究顯示,具有明亮藍(lán)色熒光的多巴胺功能化的GQDs(DA-GQDs)可用于檢測(cè)低水平的Fe3+,GQDs與多巴胺的酰胺連接,使得Fe3+與多巴胺的鄰苯二酚部分在界面上發(fā)生特異性相互作用,從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)Fe3+的高靈敏度和選擇性檢測(cè),F(xiàn)e3+檢測(cè)線性范圍為2.0×10-2~2.0µmol/L,檢測(cè)限為7.6×10-3µmol/L[16]。

  2020年,蔣云霞等[17]采用水熱法合成氮摻雜的碳量子點(diǎn)(N-CQDs),并利用Fe3+對(duì)其產(chǎn)生的熒光猝滅效應(yīng)實(shí)現(xiàn)對(duì)Fe3+的檢測(cè)。結(jié)果顯示,F(xiàn)e3+濃度在0~400μmol/L范圍內(nèi)時(shí),其濃度與N-CQDs熒光猝滅程度呈良好的正相關(guān)性,檢出限為9.25×10-3µmol/L,同傳統(tǒng)的原子吸收光譜法、分光光度法、電感耦合等離子體質(zhì)譜法(ICP-MS)和電化學(xué)方法相比,該方法由于其高靈敏度和選擇性、低成本和易于操作的獨(dú)特優(yōu)勢(shì),為測(cè)定Fe3+離子提供了更好的選擇。

  同年,王安琪等[18]首次建立了基于硫、氯和氮共摻雜的新型碳量子點(diǎn)(S,Cl,N-CQDs)熒光探針,在0.1~110μmol/L的Mn7+濃度范圍內(nèi),該探針的熒光猝滅程度與Mn7+濃度具有良好的正相關(guān)性,檢測(cè)限低至1.31×10-2µmol/L。此外,2020年,江燕紅等[19]基于絲氨酸功能化的石墨烯量子點(diǎn)(Ser-GQD)的熒光光譜與重鉻酸鉀的紫外吸收曲線重疊引起的內(nèi)濾效應(yīng),建立了測(cè)定Cr6+的熒光分析法,檢出限達(dá)到3.3×10-3µmol/L。

  該方法可用于環(huán)境水樣中痕量Cr6+的實(shí)際測(cè)定。同年,肖賽金等[20]采用氧化鉬量子點(diǎn)(MoOxQDs)作為新型鈾酰離子熒光指示劑,利用鈾酰離子與其表面氧原子相互作用可引起MoOxQDs熒光猝滅的原理,實(shí)現(xiàn)了水樣中鈾酰離子的檢測(cè)分析,檢出限為9.0×10-2μmol/L。相比常見的鈾酰離子的檢測(cè)方法,如固體熒光法、液體激光熒光法、分光光度法、放射性檢測(cè)法等,該方法具有較高的選擇性和準(zhǔn)確性,為后續(xù)環(huán)境水樣中鈾酰離子的實(shí)際檢測(cè)提供了新思路。

  除依據(jù)熒光猝滅原理進(jìn)行離子檢測(cè)外,有研究采用十六烷基三甲基溴化銨(CTAB)修飾的CdSe/ZnSQDs建立了一種簡單有效、能夠降低干擾的檢測(cè)水中Cu2+的傳感方法[21]。當(dāng)水溶液中存在Ag+和Hg2+離子時(shí)會(huì)對(duì)Cu2+的檢測(cè)產(chǎn)生干擾作用,當(dāng)QDs溶液中加入硫代硫酸鹽時(shí),它首先在QDs表面形成鈍化層,加入金屬離子后,Cu2+取代Cd2+,而Ag+和Hg2+在QDs外受到硫代硫酸鹽的阻擋。該方法在硫代硫酸鹽存在下具有較高的選擇性和超高靈敏度,在去離子水中有硫代硫酸鹽存在時(shí),Cu2+的最低檢測(cè)濃度為1.5×10-4µmol/L,并成功實(shí)現(xiàn)了對(duì)自來水中Cu2+的檢測(cè)分析。

  2020年,溫廣明等[22]使用二巰基琥珀酸(DMSA)包裹的CdSQDs構(gòu)建出一種簡單靈敏的光電化學(xué)傳感器,并用于Cu2+的檢測(cè)分析。將DMSA-CdSQDs涂覆于氟摻雜的SnO2導(dǎo)電玻璃(FTO)電極產(chǎn)生較強(qiáng)的陽極光電流,Cu2+加入后阻止了光電子的逸出,從而產(chǎn)生“信號(hào)降低”的光電信號(hào),該方法對(duì)Cu2+的檢測(cè)線性范圍為1.0×10-5~0.1µmol/L,檢測(cè)限為3.0×10-6µmol/L,可廣泛用于免疫分析、現(xiàn)場(chǎng)診斷等領(lǐng)域,進(jìn)一步豐富了基于QDs傳感策略在衛(wèi)生分析領(lǐng)域中的應(yīng)用。

  2021年,尹笑等[23]采用胸腺嘧啶修飾的Mn:ZnSQDs研制出檢測(cè)Hg2+的室溫磷光傳感器。該方法中,Hg2+與Mn:ZnSQDs在激發(fā)態(tài)相互作用使其動(dòng)態(tài)猝滅,且在靜態(tài)猝滅過程中Hg2+和胸腺嘧啶在基態(tài)相互作用形成T-Hg2+-T發(fā)夾結(jié)構(gòu)產(chǎn)生了不發(fā)光的絡(luò)合物。在優(yōu)化反應(yīng)條件下,QDs磷光強(qiáng)度隨Hg2+濃度在2~18μmol/L范圍內(nèi)呈良好的線性關(guān)系,該方法簡單、成本低、選擇性好,適用于Hg2+實(shí)際檢測(cè)應(yīng)用;赒Ds的分析技術(shù)除應(yīng)用于衛(wèi)生樣品中金屬離子的檢測(cè)外,還廣泛應(yīng)用于各類非金屬離子的檢測(cè)。

  2019年,黃小梅等[24]以中藥材-玄參原藥為碳源制備得到CQDs,向CQDs溶液中加入硝酸根離子(NO3-)會(huì)使其熒光猝滅,基于此建立了CQDs作為熒光探針測(cè)定NO3-的新方法。檢出限為6.5×10-2μmol/L,該方法精密度和準(zhǔn)確度比較高,可用于實(shí)際樣品分析。2020年,問婧等[25]合成香豆素功能化石墨烯量子點(diǎn)(N-GQDs),可以在含水體系中通過熒光增強(qiáng)專一性地識(shí)別F-,該方法用于檢測(cè)生活水樣中F-時(shí)檢出限低至0.01μmol/L。

  同年,Wu等[26]制備CQDS-Tb3+/3-氨基苯硼酸(APBA)雜化雙發(fā)射熒光探針,用于環(huán)境水樣中NO2−和Hg2+的同時(shí)檢測(cè)。檢測(cè)原理,在同一體系中,CQDs-Tb3+只對(duì)NO2−有熒光響應(yīng),APBA只對(duì)Hg2+有熒光響應(yīng),且二者具備不同的發(fā)射波長,使得檢測(cè)過程互不干擾。NO2−和Hg2+的檢出限分別為2.0×10-3μmol/L和3.81×10-2μmol/L,可用于各種環(huán)境水樣中NO2−和Hg2+的實(shí)際檢測(cè)。綜上所述,QDs在衛(wèi)生樣品中各類離子的分析檢測(cè)方面發(fā)揮著重要作用,顯示出高靈敏度、高選擇性、省時(shí)省力、方便快速等獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。

  2小分子化合物檢測(cè)

  日常生活中,人體每時(shí)每刻都在接觸各種小分子化合物,其種類繁多,且與人體健康關(guān)系密切。因此,建立靈敏度高、選擇性好的新型檢測(cè)方法具有重要意義。

  2.1抗生素檢測(cè)

  抗生素作為一種抑菌或滅菌藥物,曾經(jīng)在疾病預(yù)防和控制、養(yǎng)殖業(yè)、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等各領(lǐng)域發(fā)揮了不可替代的重要作用。但抗生素的不合理應(yīng)用甚至濫用也給自然環(huán)境和人類健康帶來極大的潛在危害,因此,建立一種靈敏、快速、高效、可靠的定性定量檢測(cè)方法對(duì)于抗生素濫用的衛(wèi)生監(jiān)管、殘留檢測(cè)和健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估是十分必要的。目前,基于QDs實(shí)現(xiàn)抗生素定量分析的檢測(cè)技術(shù)受到廣泛關(guān)注。

  2015年,元曉云等[27]基于鏈霉素可使CdTeQDs熒光增強(qiáng)的特性,利用CdTeQDs對(duì)黃瓜中的鏈霉素殘留進(jìn)行檢測(cè),鏈霉素濃度在5.0×10-6~1.0×10-4μmol/L范圍內(nèi)同體系的相對(duì)熒光強(qiáng)度呈正相關(guān)性(R2=0.999),檢出限為5×10-6μmol/L。該方法可用于黃瓜中鏈霉素殘留量的實(shí)際測(cè)定。

  同年,毛永強(qiáng)等[28]以CdTeQDs作為熒光體、四環(huán)素作為吸光體構(gòu)建內(nèi)濾效應(yīng)熒光傳感體系,從而建立一種測(cè)定四環(huán)素含量的同步熒光猝滅法,研究表明四環(huán)素濃度在一定范圍內(nèi)與體系同步熒光強(qiáng)度呈良好的線性關(guān)系,檢出限可達(dá)2.5×10-8mol/L。該方法靈敏度高、選擇性好,可應(yīng)用于牛奶樣品中四環(huán)素的實(shí)際檢測(cè)。2020年,劉振平等[29]合成了L-半胱氨酸修飾的摻雜錳元素的硫化鋅量子點(diǎn)(Mn:ZnSQDs),建立了基于Mn:ZnSQDs快速檢測(cè)蜂蜜樣品中四環(huán)素類抗生素(TCs)殘留的高靈敏度定量檢測(cè)方法。

  以強(qiáng)力霉素(DTC)為代表,Mn:ZnSQD的磷光激發(fā)光譜與目標(biāo)物DTC的紫外吸收光譜存在較大程度重疊,當(dāng)Mn:ZnSQDs體系中存在DTC時(shí)部分激發(fā)光會(huì)被DTC吸收,導(dǎo)致Mn:ZnSQDs磷光發(fā)射強(qiáng)度降低,進(jìn)而建立DTC濃度與磷光信號(hào)的線性關(guān)系,實(shí)現(xiàn)對(duì)DTC的快速定量檢測(cè)。檢出限為9.7×10-3μmol/L,方法具有良好的重復(fù)性和穩(wěn)定性,可用于蜂蜜中TCs殘留的快速定量檢測(cè)。

  同年,楊彩鈴等[30]利用四環(huán)素能有效地猝滅SiQDs熒光,構(gòu)建熒光傳感器用于快速檢測(cè)四環(huán)素的含量,檢測(cè)線性范圍為5.0×10-2~90μmol/L,檢出限為1.8×10-2μmol/L,同傳統(tǒng)的酶聯(lián)免疫法、高效液相色譜法、液質(zhì)聯(lián)用法、毛細(xì)管電泳法等相比,該方法操作簡便迅速、靈敏度高,可用于鮮奶中四環(huán)素的準(zhǔn)確測(cè)定。2020年,尹致丹等[31]利用QDs二抗偶聯(lián)物代替?zhèn)鹘y(tǒng)酶標(biāo)二抗,應(yīng)用到測(cè)定氨芐青霉素的免疫熒光分析方法中,對(duì)氨芐青霉素的檢測(cè)限為2.5μg/L,測(cè)定結(jié)果與酶聯(lián)免疫吸附法和高效液相色譜法檢測(cè)結(jié)果相比無顯著差異。該方法準(zhǔn)確、靈敏,適用于牛奶中氨芐青霉素殘留的實(shí)際定量檢測(cè)。

  3生物大分子檢測(cè)

  近些年來,對(duì)生物大分子檢測(cè)的新型檢測(cè)方法逐漸增多,各種基于QDs的高靈敏度、高特異性的生物大分子定量檢測(cè)方法取得了一定成果。2016年,葛宇新等[44]基于CdTeQDs建立了快速定量檢測(cè)血清中炎癥標(biāo)志物c反應(yīng)蛋白(CRP)的熒光免疫層析方法。該研究將CdTeQDs與CRP鼠源單克隆抗體偶聯(lián),構(gòu)建CRP熒光免疫層析檢測(cè)卡,通過建立QDs熒光強(qiáng)度與CRP標(biāo)準(zhǔn)品濃度之間的定量關(guān)系,對(duì)人體血清中CRP進(jìn)行實(shí)際檢測(cè),CRP檢測(cè)線性范圍為0.1~1.0×10-3μg/L。該方法具有較好的選擇性,為急性炎癥反應(yīng)的快速診斷提供了有效的技術(shù)支持。2019年,彭嫚等[45]基于羧基量子點(diǎn)的熒光猝滅效應(yīng),提出了一種檢測(cè)神經(jīng)生長因子(NGF)的新方法。

  在pH7.5的緩沖溶液中,NGF抗原與羧基功能化標(biāo)記的NGF抗體發(fā)生特異性結(jié)合,使羧基功能化量子點(diǎn)的熒光猝滅。NGF抗原質(zhì)量濃度在1.0×103~2.0×104μg/L時(shí)與熒光猝滅程度呈良好的線性關(guān)系,檢測(cè)限為1.0μg/L,該方法抗干擾性較強(qiáng),具有較好的診斷檢測(cè)潛力。2020年,Wu等[46]以四硫鉬氨酸和鹽酸半胱氨酸為原料,合成N-MOS2QDS作為基于內(nèi)濾效應(yīng)的熒光探針來測(cè)定血紅素。

  N-MOS2QDS的激發(fā)光和發(fā)射光可被血色素完全吸收,且N-MOS2QDS的熒光猝滅程度與血凝素濃度呈良好的線性關(guān)系。該方法可用于人血中血紅素血紅素含量。隨后,楊雅妮等[47]基于多巴胺-錳/硫化鋅量子點(diǎn)(DA-QDs)成功構(gòu)建了一種簡便高靈敏的甲胎蛋白(AFP)檢測(cè)方法。以DA-QDs為反應(yīng)媒介,辣根過氧化物酶(HRP)和羊抗小鼠免疫球蛋白G(IgG)修飾的金納米顆粒(IgG-AuNPs-HRP)為信號(hào)放大標(biāo)簽,構(gòu)建一種簡便高靈敏的檢測(cè)方法。在優(yōu)化條件下,AFP質(zhì)量濃度在1.0×10-4~8.0×10-2μg/L范圍內(nèi)時(shí)與響應(yīng)信號(hào)呈良好的線性關(guān)系,檢出限為4.4×10-5μg/L。

  該方法適用于人血清白蛋白中AFP的實(shí)際檢測(cè)。此外,朱韜等[48]在活細(xì)胞中仿生化制備AuQDs并用于葡萄糖的定量檢測(cè)。在一定條件下,葡萄糖會(huì)導(dǎo)致AuQDs熒光猝滅,其濃度同熒光猝滅程度之間呈線性關(guān)系,線性范圍為7.85×10-3~0.25μmol/L,檢出限為3.1×10-5μmol/L。該方法可用于實(shí)際檢測(cè)糖尿病大鼠的血糖濃度,且AuQDs具有低毒性,有望用于其他生物分子的實(shí)際檢測(cè)。

  4微生物檢測(cè)

  常見的微生物檢測(cè)方法有傳統(tǒng)生化檢測(cè)、聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)(PCR)技術(shù)、酶聯(lián)免疫法、傳感器技術(shù)、基因芯片技術(shù)、脈沖場(chǎng)凝膠電泳法等,但上述方法或操作繁瑣、準(zhǔn)確性低,或費(fèi)用昂貴、分析時(shí)間長、影響因素眾多,因此,發(fā)展新興檢測(cè)技術(shù)具有重要意義。目前,基于QDs實(shí)現(xiàn)微生物快速定量的分析檢測(cè)技術(shù)已成為研究熱點(diǎn)之一。志賀氏菌是一類具有強(qiáng)傳染性和危害嚴(yán)重的革蘭陰性食源性致病菌。

  2013年,白冰等[49]利用免疫納米磁珠磁性分離、免疫量子點(diǎn)熒光標(biāo)記技術(shù)實(shí)現(xiàn)了對(duì)福式志賀式菌的定量檢測(cè)分析。研究表明,福式志賀式菌濃度為103CFU/mL~105CFU/mL時(shí),相對(duì)熒光強(qiáng)度與菌濃度呈良好的線性關(guān)系。進(jìn)一步對(duì)模型的準(zhǔn)確度和精確度進(jìn)行驗(yàn)證,得到菌落濃度預(yù)測(cè)值與真實(shí)值差異小,檢測(cè)相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為1.8%,表明模型的準(zhǔn)確度好,精密度高。

  2021年,朱芳茜等[50]利用自制的CdTeQDs偶聯(lián)志賀氏菌單克隆抗體,研制出QDs免疫熒光試紙條,對(duì)肉類實(shí)際樣品中的志賀氏菌檢測(cè)限達(dá)1.0×104CFU/mL,且單個(gè)樣品檢測(cè)時(shí)間只需15min,該方法滿足快速、可視化、高靈敏檢測(cè)志賀氏菌需求,可用于肉類食品中志賀氏菌的快速檢測(cè)。炭疽桿菌會(huì)引起嚴(yán)重的人畜共患炭疽病,Rong等[51]合成熒光硼碳氮化物量子點(diǎn)(BCNO-QDs),并在此基礎(chǔ)上研制出一種用于檢測(cè)炭疽生物標(biāo)志物(DPA)的熒光生物傳感器。

  EDTA和Eu3+加入到BCNOQDs溶液中形成BCNOQDs-EDTA-Eu3+絡(luò)合物,配位水分子使Eu3+熒光產(chǎn)生猝滅,加入DPA后水分子被DPA取代,并將吸收的能量轉(zhuǎn)移給Eu3+,產(chǎn)生強(qiáng)烈的紅色熒光,以上述紅色熒光和BCNOQDs的藍(lán)色熒光作為熒光響應(yīng)信號(hào)和參考信號(hào)可實(shí)現(xiàn)DPA的定量檢測(cè)。在優(yōu)化條件下,DPA的檢出限為5.0×10-4μmol/L。該方法響應(yīng)速度快、靈敏度高、選擇性好,在臨床分析中具有潛在的應(yīng)用前景。

  5總結(jié)和展望

  QDs作為一種新型的熒光納米材料,具有優(yōu)異的物理/化學(xué)特性,適用于衛(wèi)生樣品中多種物質(zhì)的分析檢測(cè)。本文就QDs對(duì)衛(wèi)生樣品中離子、小分子化合物、生物大分子、微生物、生物毒素、抗生素等的最新分析檢測(cè)方法的應(yīng)用和進(jìn)展進(jìn)行了綜述。在這些研究中,利用QDs熒光增強(qiáng)/猝滅、免疫熒光、納米傳感等原理構(gòu)建的檢測(cè)技術(shù)實(shí)現(xiàn)各類物質(zhì)檢測(cè)具有高靈敏度、高準(zhǔn)確度、簡便、快速、經(jīng)濟(jì)等優(yōu)異特點(diǎn),研究成果進(jìn)展迅速,體現(xiàn)了QDs在衛(wèi)生分析檢測(cè)方面的巨大優(yōu)勢(shì)和在衛(wèi)生分析領(lǐng)域中發(fā)揮著越來越突出的重要作用。盡管QDs在衛(wèi)生分析領(lǐng)域取得了一定進(jìn)展,但仍面臨著諸多問題,有待深入研究。

  首先,QDs較低的熒光效率在一定程度上限制了其分析靈敏度的進(jìn)一步提高,提高熒光效率需要進(jìn)一步研究探索。其次,目前商品化的QDs穩(wěn)定性不夠高,存在閃爍現(xiàn)象,因此,合成穩(wěn)定性好的標(biāo)準(zhǔn)化的QDs是接下來努力的方向和目標(biāo)。第三,目前使用的多數(shù)金屬離子摻雜的QDs具有一定的生物毒性,極大地限制了QDs在生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域的推廣應(yīng)用。因此,優(yōu)化和改進(jìn)QDs的合成方法、條件和工藝,深入研究和開發(fā)穩(wěn)定性好、條件可控性好、標(biāo)準(zhǔn)化的新型綠色環(huán)保型QDs是拓展其應(yīng)用范圍的未來發(fā)展趨勢(shì)。在此基礎(chǔ)上,建立基于QDs生物傳感技術(shù)和基因芯片技術(shù)的檢測(cè)方法必將成為一顆耀眼的明珠活躍在分析檢測(cè)領(lǐng)域。

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  作者:1程嬌嬌1彭微1靳敏1,2羅利霞1,2李淑榮1,2*孟佩俊1,2*

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