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NanoFCMlxq新蟲 (正式寫手)
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[交流]
納米材料相關(guān)研究文獻(xiàn)分享,輕松讀完一篇文獻(xiàn)（一）
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今天分享一篇發(fā)表在Sensors and Actuators B: Chemical（2020年IF=7.1）上的文章，名為《NIR-II emissive lateral flow immunoassay for accurate determination of tumor marker in hemolysis》[1]（ NIR-II放射側(cè)流免疫分析法用于準(zhǔn)確測(cè)定溶血樣本中腫瘤標(biāo)志物）。 癌癥是全世界范圍內(nèi)一個(gè)重大公共健康問(wèn)題，尤其給貧困國(guó)家和發(fā)展中國(guó)家造成嚴(yán)重負(fù)擔(dān)。由于人口增長(zhǎng)和老齡化，癌癥死亡率逐年上升，在欠發(fā)達(dá)國(guó)家尤其嚴(yán)重。目前，臨床腫瘤標(biāo)志物的檢測(cè)主要是通過(guò)化學(xué)發(fā)光平臺(tái)，但依賴昂貴的設(shè)備和試劑，不適合定點(diǎn)檢測(cè)(POCT)。因此，癌癥診斷迫切需求一種更經(jīng)濟(jì)實(shí)惠、方便、快速、靈敏的診斷工具。 側(cè)向?qū)游鰴z測(cè)(Lateral flow assay, LFIA)，又稱條帶檢測(cè)，是一種便攜、快速的診斷方法，不需要昂貴的設(shè)備就可以檢測(cè)液體樣本中的目標(biāo)分子。側(cè)向流動(dòng)測(cè)試條通常由四部分組成：聚氯乙烯基材、樣品墊、包含試驗(yàn)線(T線)和控制線(C線)的硝化棉(NC)膜和吸水墊。LFIA已廣泛應(yīng)用于醫(yī)學(xué)診斷，具有較高的靈敏度，如家用妊娠試紙。近年來(lái)，熒光LFIA因其靈敏度高而備受關(guān)注。然而，現(xiàn)有的熒光LFIA大多只能檢測(cè)尿液、血漿等吸收和散射較弱的樣品。傳統(tǒng)熒光LFIA中使用的熒光探針的激發(fā)和發(fā)射波長(zhǎng)通常在可見范圍，容易被許多生物樣本吸收和散射，如全血。特別是在溶血樣本中，紅細(xì)胞破裂后釋放的血紅蛋白不能從血漿中分離出來(lái)(通常用于全血提取血細(xì)胞和血漿)，對(duì)可見熒光檢測(cè)有很強(qiáng)的干擾。因此，對(duì)于溶血樣本，即使是溶血血漿，也不可能進(jìn)行常規(guī)熒光LFIA檢測(cè)。溶血概率高(采集時(shí)可達(dá)10-31%)，且溶血的發(fā)生難以消除，因此建立直接檢測(cè)溶血樣品中目標(biāo)物的LFIA方法至關(guān)重要。 本研究開發(fā)了一個(gè)快速、高精度、高靈敏度的分析平臺(tái)，將便攜式NIR-II讀取器和NIR-II納米探針(將其命名為“BBTD@PS”)集成到LFIA中。由300 nm羧基聚苯乙烯納米顆粒(PS)和NIR-II AIE dye of 4,8-Bis[4-(N, N-bis(4octyloxyphenyl)am-ino)phenyl]-benzo[1,2- c:4,5c′]bis([1,2,5]thiadia-zole) (BBTD)組成，在680 nm氙燈激發(fā)下可發(fā)射960nm的熒光峰值。與可見光(400 ~ 650 nm)相比，血液樣本與NIR-II光的相互作用最小，可以顯著提高信噪比(通過(guò)減少散射、吸收和自熒光)。且BBTD@PS具有優(yōu)良的光穩(wěn)定性和長(zhǎng)期貯存穩(wěn)定性。同時(shí)，使用自制的NIR-II讀取器采集熒光信號(hào)，這是迄今為止NIR-II窗口標(biāo)記側(cè)向流動(dòng)測(cè)試條的首次展示。我們開發(fā)的分析平臺(tái)(NIR-II-LFIA平臺(tái))能夠準(zhǔn)確測(cè)定溶血樣品中AFP的濃度。NIR-II-LFIA平臺(tái)消除了信號(hào)采集過(guò)程中樣品矩陣引起的偏差，對(duì)溶血樣品定量檢測(cè)的實(shí)現(xiàn)具有重要意義。 實(shí)驗(yàn)過(guò)程： 一、材料 十水四硼酸鈉、硼酸、十二烷基硫酸鈉(SDS)、乳劑B66 (B66)、Tween 20和四氫呋喃(THF)購(gòu)自 J&K Scientific LTD。 N-(3-Dimethylaminopropyl)-N'- ethylcarbodiimide hydrochloride (EDC), N-Hydroxysulfosuccinimide sodium salt (sulfo-NHS) and bovine serum albumin (BSA)購(gòu)自Sigma-Aldrich。PVC基、樣品墊、硝化棉(NC)膜、吸收墊、AFP校準(zhǔn)器、AFP抗原、AFP抗體、人血清白蛋白(HSA)、視黃醇結(jié)合蛋白(RBP)抗原、C反應(yīng)蛋白(CRP)抗原、胱氨酸抑制素C (CYC)抗原、降鈣素原(PCT)抗原、血清淀粉樣蛋白A (SAA)抗原購(gòu)自上海捷門生物技術(shù)有限公司。所有的化學(xué)品都是分析級(jí)的，不需要進(jìn)一步提純。 二、表征方法 用日本島津3000分光光度計(jì)記錄BBTD與全血的紫外-可見-近紅外吸收光譜。用680 nm氙氣燈在QuantaMasterTM40上記錄了BBTD和熒光納米顆粒的近紅外發(fā)射光譜。1H NMR和13C NMR在Bruker AV-400譜儀上進(jìn)行了表征。用Zeiss Ultra 55場(chǎng)發(fā)射掃描電子顯微鏡(FE-SEM)記錄了制備的納米顆粒的形貌。采用Nano-ZS90 Zeta Sizer對(duì)納米顆粒的動(dòng)態(tài)光散射(DLS)和Zeta電位進(jìn)行了表征。單分散的納米探針數(shù)據(jù)通過(guò)Flow NanoAnalyzer (NanoFCM Inc.)表征。在680nm LED燈的激發(fā)下，用CMOS相機(jī)采集側(cè)向流動(dòng)測(cè)試條的圖像。所有實(shí)驗(yàn)條件均在室溫下進(jìn)行。 三、 合成BBTD@PS NIR-II AIE熒光團(tuán)(BBTD)和單分散PS的制備方法均參照以往報(bào)道的方法。BBTD通過(guò)膨脹法加載于PS (BBTD@PS)中。一般方法是先用500 μL SDS水溶液稀釋PS (250 μL, 40 mg/mL)的水懸液，再加入THF (200 μL)。緊接著，加入10 μL THF中的BBTD染料溶液(20 mg/mL)。攪拌數(shù)小時(shí)后，將含BBTD的膨脹珠快速離心分離，用水洗滌三次，然后放入2ml超純水中保存。 四、 BBTD@PS偶聯(lián)捕獲抗體(BBTD@PS@Ab) 根據(jù)先前描述的方案，捕獲抗體共價(jià)固定在BBTD@PS上，并進(jìn)行了一些優(yōu)化。將捕獲抗體修飾到BBTD@PS表面的典型步驟如下：用1ml BBS緩沖液(0.01 M BBS, pH7.4)洗滌100 μL BBTD@PS懸液(約含2mg干PS)。將BBTD@PS置于含200 μg EDC和112 μg磺酰nhs的0.50 mL BBS緩沖液中，室溫激活1 h。之后，獲得的復(fù)合物被離心分離去除多余化學(xué)試劑，然后在0.50ml的包含0.20mg捕獲抗體的BBS緩沖液中室溫孵育3 h。然后，復(fù)合物在BSA溶液(10mg/ml)中室溫封閉1 h。孵育后，BBTD@PS@Ab用1mlBBS緩沖液(0.1 M BBS, pH7.40)清洗，并在4度條件下存放在1ml BBS緩沖液(含1% BSA和0.05% proclin300)中。 五、 側(cè)向流動(dòng)試驗(yàn)條的制作 側(cè)向流動(dòng)測(cè)試條由四部分組成：PVC基材、樣品墊、NC膜和吸收墊。用噴霧器將BBTD@PS@Ab (16.70 mg/mL)以1.20 μL/ cm的速度滴在樣品墊板上，然后在37度下過(guò)夜干燥。用噴霧裝置以1 μL/cm的速度分別噴施檢測(cè)抗體(2 mg/mL)和兔抗鼠IgG (1.80 mg/mL)，室溫干燥過(guò)夜。最后，用切紙機(jī)將組裝好的帶材切成3.80毫米的單橫向流帶材，并放入塑料卡片中。 六、用預(yù)制的側(cè)向流動(dòng)測(cè)試條進(jìn)行測(cè)定 用全血稀釋抗原原液制備AFP全血標(biāo)本(0、0.80、8、80、400、800、3200、5700 ng/mL)。將AFP加標(biāo)10 μL的血液樣品加入90 μL BBS緩沖液(0.10 M, pH7.40，含1% BSA, 0.25% Tween 20和0.25% B66)中，得到溶血樣品。然后，將混合溶液加入到側(cè)向流動(dòng)測(cè)試帶的孔中。反應(yīng)10分鐘后，熒光數(shù)據(jù)由NIR-II讀取器記錄。所有試驗(yàn)重復(fù)三次。 結(jié)果展示： 圖1. (a) BBTD@PS的制備過(guò)程。(b) BBTD@PS和空PS的FE-SEM圖像。(c) BBTD@PS和空PS的流體動(dòng)力學(xué)尺寸。(d) Flow NanoAnalyzer測(cè)量的單個(gè)BBTD@PS的尺寸分布。 圖2. (a) BBTD@PS和BBTD在680 nm氙氣燈激發(fā)下的發(fā)射光譜。(b) BBTD@PS在1.6 W 680 nm激光激發(fā)下60分鐘的光穩(wěn)定性。(c) BBTD@PS連續(xù)監(jiān)測(cè)120天的熒光強(qiáng)度。(d)BBTD@PS儲(chǔ)存120天前后在水中的流體動(dòng)力尺寸。(d) BBTD@PS和空PS的Zeta電位。 這里只展示部分結(jié)果，主要還是分享一下文章的實(shí)驗(yàn)方法是怎么做的。有興趣的話可以自己找這篇文獻(xiàn)具體看，或者私聊我要文獻(xiàn)資料。 最后，有理解得不對(duì)的地方，歡迎專業(yè)人士指正，一起交流~ 參考文獻(xiàn)： [1]Rui Chen, Xiaobo Zhou, Yong Wu, Qingyun Liu, Qian Liu, Jinhua Huang, Fuyou Li, NIR-II emissive lateral flow immunoassay for accurate determination of tumor marker in hemolysis,Sensors and Actuators B: Chemical,Volume 328,2021,129050 發(fā)自小木蟲Android客戶端 |
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