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2024/3/9 Weekly Seminar
发布时间:2024-04-25

题目:Covalent Coupling Assisted Hydrophilic Perovskite Spheres for Ratiometric Fluorescent Visual Multichannel Immunoassay

期刊:Advanced Healthcare Materials

影响因子:10

原文链接:https://doi.org/10.1002/adhm.202303845

汇报人:贾慧琳 2023 级硕士

定量荧光免疫分析是构建生物传感机制和定量痕量标记物的必要手段。但由于荧光探针的荧光效率低、荧光光谱宽等问题导致的干扰问题阻碍了比例荧光传感在生物传感领域的持续发展。提出了钙钛矿材料具有超高色纯度(FWHM < 30 nm)和光致发光量子产率(PLQY)(接近100%),有望成为下一代荧光探针。

然而,在生物传感器的应用中,水稳定性和生物相容性差仍然是不容忽视的问题。重庆大学刘玉菲教授团队利用膨胀-收缩法制备的超静态钙钛矿荧光微球可作为比例荧光信号和生物免疫分析平台。同时,受对氨基酚(AP)受控合成和碱性磷酸酶(ALP)触发4-氨基酚磷酸(APP)催化反应的启发,提出了制备荧光纳米颗粒作为ALP检测荧光信号的策略。

最重要的是,该研究首次提出将这种酶促荧光与钙钛矿材料结合使用共价连锁建立一种新的级联免疫分析法,并将其用于乙型肝炎表面抗原(HBsAg)的定量和可视化测定,以进行应用验证。该篇文章表明了钙钛矿材料的生物传感潜力,这种酶触发免疫检测途径并为免疫检测提供了新思路新方法。

1.        微观免疫分析构建

图1 基于酶诱导原位荧光反应和亲水钙钛矿荧光球的视觉比例荧光免疫分析平台的构建。

2.        热注射法一步合成无机钙钛矿纳米晶体(CPB- QDs),膨胀-收缩策略封装到聚苯乙烯/丙烯酰胺(PSAA)纳米微球中。

a) CPB-QDs和b) CPB-PFMs的TEM图像和元素映射分析。c) CPB-QDs的荧光激发光谱(红线)、发射光谱(绿线)和CPB-PFMs的发射光谱(蓝线)。d) CPB-QDs(绿线)和CPB-PFMs(黑线)的时间分辨衰减。e) CPB-PFMs的CIE色度坐标。

3.        合成具有水分散性好、表面易修饰、发射光谱窄的钙钛矿荧光微球(CPB-PFMs)

CPB-PFMs的稳定性分析。

4.       ALP对APP的去磷酸化,荧光纳米颗粒合成所需的前体(AP),+APTMS溶液水热处理,蓝色荧光纳米颗粒。

a) TEM图像,b)荧光激发光谱(紫色线)和发射光谱(蓝色线),c) CIE色度坐标。d)不同ALP浓度下蓝色荧光纳米颗粒的荧光光谱。e)荧光强度对不同ALP浓度的线性关系。f)荧光传感器对ALP的干扰研究

5.  HBsAg级联免疫分析

5 CPB - PFMs的级联免疫过程图6 a)荧光光谱;b) 不同浓度HBsAg的线性关系;c) 特异性

         6. 检测结果分析

                                               图6 a)荧光光谱;b) 不同浓度HBsAg的线性关系;c) 特异性


      


    综上所述,采用改进的胀缩法制备了超静电钙钛矿荧光微球。它具有良好的水分散性,易于表面功能化,窄发射光谱(FWHM≈23 nm),便于用作比率荧光信号和生物免疫分析平台。同时,受简单的APcontrolled synthesis和ALP触发APP特异性催化反应的启发,本研究提出了以AP和APTMS为前体制备蓝色荧光纳米颗粒作为ALP检测荧光信号的策略。最重要的是,我们首次提出将这种酶荧光与钙钛矿材料结合起来,通过共价偶联方法创建一种新的级联免疫测定方法。设计并开发了这种钙钛矿荧光微球纳米免疫偶联物,并以HBsAg为模型抗原验证了这种级联免疫策略的超灵敏定量特性和可视化效果。该策略显著提高了人血清中HBsAg的检测精度和特异性,检出限为0.25 ng mL−1

    但存在进一步优化钙钛矿材料的界面特性和与生物分子的连接稳定性的缺陷。钙钛矿材料优异的光电性能(特别是单色性和高量子产率)在生物传感器和POCT应用领域得到充分利用还需要进一步的努力。