01Introduction
侧向免疫层析技术(LateralFlowImmunoassays,LFIAs)为肿瘤标记物的快速体外检测提供了一种操作简单、特异性强且成本低廉的检测方法。侧向免疫层析技术使用的标记物种类繁多。与传统的标记材料如胶体金、荧光染料等相比,镧系离子螯合物标记的荧光微球不仅具有发光稳定性高、Stokes位移大等特点,而且每个荧光微球都可以包裹成千上万个螯合物,大幅提高了镧系离子标记效率。此外镧系元素较长的荧光寿命还有利于将时间分辨技术引入到侧向免疫层析检测中,可以有效地消除背景信号的干扰,提高检测灵敏度。目前,基于铕离子标记的侧向免疫层析技术是应用最广泛的方法之一。然而,几乎所有的商业化荧光微球都是通过两步溶胀法制备,即首先合成空白的聚合物微球,然后在有机溶剂的溶胀作用下将铕离子螯合物负载在微球中。这种方法具有操作简单、负载量大等优势,但是同样存在着一些亟需解决的问题。例如,在有机溶剂的溶胀作用下,聚合物微球表面用于后续生物偶联的功能性官能团(羧基、氨基)密度会显著下降,同时溶液极性的变化会导致聚合物微球表面亲水性下降,进而导致荧光微球对蛋白质的非特异性吸附性明显提高。因此,开发一种同时满足铕离子螯合物负载量高和荧光微球表面功能性完整的荧光微球制备方法,对于侧向免疫层析检测领域具有重要的意义。
02Graphicabstract
复旦大学化学系李富友教授团队采用一步细乳液聚合法成功制备出铕离子螯合物标记羧基修饰荧光聚苯乙烯微球,提高了标记效率,并将其用于肿瘤标记物的侧向免疫层析检测。
图1一步聚合法与溶胀法制备荧光微球的流程图
图2基于一步法荧光微球的试纸条工作曲线及不同AFP浓度对应的信号CV值
03Maincontents
复旦大学化学系李富友教授团队采用一步细乳液聚合法成功制备出铕离子螯合物标记羧基修饰荧光聚苯乙烯微球,并用于肿瘤标记物的侧向免疫层析检测。细乳液聚合法相较于其他自由基聚合法最大的区别在于其独特的液滴成核机理,在表面活性剂和外界剪切力的作用下,溶解有铕离子螯合物的油相会被分散成为一个一个独立的液滴。升高温度后,每一个单体液滴均可以看做是一个独立的反应器且互不干扰(图1)。在反应体系中引入水溶性丙烯酸功能单体,并使用水溶性引发剂,在水相中生成的寡聚物自由基进入单体液滴与苯乙烯单体反应后生成的聚合物分子链便会将羧基官能团暴露在微球表面,而疏水性较强的铕离子螯合物则被聚苯乙烯主链包裹在微球内部,由此同时解决了铕离子螯合物负载和表面羧基修饰的问题。与溶胀法制备的铕离子螯合物荧光微球相比,这种一步法制备的荧光微球表面亲水性更强,因此其抗蛋白质非特异性吸附性能更好。最后将该荧光微球作为标记物应用于肿瘤标记物甲胎蛋白(Alpha-Fetoprotein,AFP)的侧向免疫层析检测,结果显示该试纸条的检测限可低至0.ng/mL,其最低可检测浓度远低于AFP的临床参考值,且不同AFP浓度下试纸条的CV值均低于10%,说明检测稳定性好(图2)。以上的研究结果显示这种荧光微球的一步制备方法具有效率高、成本低的特点,有很好的应用前景。
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