国家重大科学研究计划项目“生物医学纳米材料对血细胞作用的研究”工作进展与讨论

生物纳米探针对血液恶性肿瘤细胞的体外作用与检测研究

南京大学 朱俊杰 教授


朱俊杰教授课题组根据CdTe、CdSe、CdS及ZnS之间的相对晶格错配度关系,设计了壳层逐步外延生长的CdSeTe/CdS/ZnS QDs。低温下制备的1.5 nm CdSeTe纳米簇在微波辐射条件下与设计的CdS壳层同步生长,得到了高性能的荧光可调CdSeTe/CdS量子点,该反应在10 min左右即可达到近红外区域,显示了其独特的优势。外延生长了ZnS壳层后所得CdSeTe/CdS/ZnS量子点光学性能进一步提高,且表现出良好的生物相容性,在细胞及生物成像中有着巨大的应用潜力。该课题组还采用所制备的CdSeTe/CdS/ZnS QDs作为ECL探针,并与具有多孔结构的碳纳米管(mCNTs)及一抗复合获得具有高ECL性能的生物复合物,另用金纳米棒(GNRs)标记二抗,这两种复合物之间通过层层组装技术形成三明治型ECL传感器。以QDs作为供体,GNRs作为受体,通过调节二者光谱使得QDs的ECL辐射波长与GNRs的纵向等离子共振吸收峰之间完美重叠,继而产生电致化学发光能量转移作为放大信号响应的手段,达到对癌症标志物癌胚抗原(CEA)的灵敏检测,线性范围为0.001~200 pg mL−1,检测限可达0.0005 pg mL−1。该传感器具有较高的特异性,良好的重现性和稳定性,在蛋白的检测方面具有广阔的应用前景。


图1(A)量子点的制备流程示意图。(B)和(C)为制备所得CdSeTe/CdS量子点(1-9)和CdSeTe/CdS/ZnS量子点(10)分别在自然光和紫外光下的图像。


图2 (A)CdSeTe纳米簇, (B)CdSeTe/CdS QDs,(C)和(D) 为CdSeTe/CdS/ZnS QDs的HRTEM图像。


图3(A)mCNTs-QDs的制备过程示意图。(B)ECL免疫传感器的组装流程图。


图4 (A)不同浓度CEA所对应的GE/mCNTs-QDs-Ab1/BSA/Ag/GNRs-Ab2的ECL-电位关系曲线图。(B) (a)为GE/mCNTs-QDs-Ab1/BSA/Ag/GNRs-Ab2对CEA浓度的响应情况及相应的ECL-浓度标准曲线;(b) GE/mCNTs-QDs-Ab1/BSA/Ag对CEA浓度的响应情况。