中國粉體網(wǎng)9月4日訊 鑭系解離增強(qiáng)熒光免疫分析技術(shù)(DELFIA)作為目前最靈敏的熒光生物檢測方法，在科學(xué)研究和醫(yī)療領(lǐng)域已獲得廣泛的商業(yè)應(yīng)用。商用的DELFIA試劑盒采用傳統(tǒng)的分子探針如稀土螯合物作為標(biāo)記物，存在著稀土離子標(biāo)記比率低(最高10~30個(gè)稀土離子)、光化學(xué)穩(wěn)定性差和價(jià)格昂貴等缺點(diǎn)。與稀土螯合物相比，稀土納米發(fā)光材料具有化學(xué)穩(wěn)定性高、可修飾性好、潛在生物毒性低等優(yōu)點(diǎn)，是目前普遍看好的新一代熒光生物標(biāo)記材料。然而，由于稀土離子4fN電子組態(tài)間的禁戒躍遷特性，直接利用稀土離子自身的敏化發(fā)光無法達(dá)到高靈敏檢測的需求。因此，科學(xué)家設(shè)想能否結(jié)合DELFIA技術(shù)，將稀土納米晶作為納米探針替代分子探針稀土螯合物，利用納米晶高度濃縮的稀土離子(每個(gè)納米晶含成千上萬個(gè)稀土離子)來提高其標(biāo)記比率，并借助DELFIA增強(qiáng)液將納米晶溶解生成大量強(qiáng)發(fā)光的稀土膠束，從而達(dá)到提高發(fā)光與檢測靈敏度的目的。
在國家自然科學(xué)基金杰出青年科學(xué)基金、科技部“973”計(jì)劃和重大科學(xué)儀器開發(fā)項(xiàng)目、中科院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(xiàng)和創(chuàng)新國際團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目等支持下，中國科學(xué)院福建物質(zhì)結(jié)構(gòu)研究所中科院光電材料化學(xué)與物理重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室陳學(xué)元研究小組和結(jié)構(gòu)化學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室黃明東研究小組合作，發(fā)展了一種基于稀土納米晶溶解增強(qiáng)的熒光免疫分析技術(shù)(DELBA)。該技術(shù)沿用了商用DELFIA的操作流程，簡單地以稀土納米探針替代分子探針稀土螯合物，利用稀土納米晶高度濃縮的稀土離子提高其標(biāo)記比率，極大地增強(qiáng)了體系的發(fā)光與檢測靈敏度。項(xiàng)目組通過高分辨熒光光譜、元素分析等手段，以~9 nm NaEuF4為納米熒光探針和β-萘甲酰三氟丙酮(β-NTA)為增強(qiáng)劑，揭示了稀土納米晶溶解增強(qiáng)的發(fā)光機(jī)理，并實(shí)現(xiàn)了對(duì)人體廣譜腫瘤標(biāo)志物癌胚抗原(CEA)的高靈敏DELBA檢測，檢測極限達(dá)0.1 pg/mL，比商用DELFIA試劑盒降低了近3個(gè)數(shù)量級(jí)，為迄今CEA檢測最優(yōu)值。進(jìn)一步地，該團(tuán)隊(duì)利用發(fā)展的DELBA技術(shù)測試了腫瘤醫(yī)院20例血清CEA值，結(jié)果與商用DELFIA試劑盒基本一致，并通過測定變異系數(shù)、回收率等驗(yàn)證了該方法的準(zhǔn)確度和可靠性。上述工作以通訊形式于8月11日在線發(fā)表在《德國應(yīng)用化學(xué)》雜志上(Angew. Chem. Int. Ed. 2014, 53, DOI: 10.1002/anie.201405937)，并申請了中國和PCT國際發(fā)明專利。
此前，該團(tuán)隊(duì)在基于稀土納米熒光探針的腫瘤標(biāo)志物檢測方面已取得系列研究進(jìn)展。例如，利用LiLuF4:Yb3+,Er3+上轉(zhuǎn)換納米熒光探針實(shí)現(xiàn)了對(duì)疾病標(biāo)志物人絨毛膜促性腺激素β亞單位(β-hCG)的上轉(zhuǎn)換熒光(UCL)檢測(Angew. Chem. Int. Ed. 2014, 53, 1252; Frontispiece);利用超小CaF2: Ce3+/Tb3+納米熒光探針實(shí)現(xiàn)對(duì)人體腫瘤標(biāo)志物可溶性尿激酶受體(suPAR)的時(shí)間分辨熒光共振能量傳遞(TR-FRET)檢測(Angew. Chem. Int. Ed. 2013, 52, 6671)。
在國家自然科學(xué)基金杰出青年科學(xué)基金、科技部“973”計(jì)劃和重大科學(xué)儀器開發(fā)項(xiàng)目、中科院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(xiàng)和創(chuàng)新國際團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目等支持下，中國科學(xué)院福建物質(zhì)結(jié)構(gòu)研究所中科院光電材料化學(xué)與物理重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室陳學(xué)元研究小組和結(jié)構(gòu)化學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室黃明東研究小組合作，發(fā)展了一種基于稀土納米晶溶解增強(qiáng)的熒光免疫分析技術(shù)(DELBA)。該技術(shù)沿用了商用DELFIA的操作流程，簡單地以稀土納米探針替代分子探針稀土螯合物，利用稀土納米晶高度濃縮的稀土離子提高其標(biāo)記比率，極大地增強(qiáng)了體系的發(fā)光與檢測靈敏度。項(xiàng)目組通過高分辨熒光光譜、元素分析等手段，以~9 nm NaEuF4為納米熒光探針和β-萘甲酰三氟丙酮(β-NTA)為增強(qiáng)劑，揭示了稀土納米晶溶解增強(qiáng)的發(fā)光機(jī)理，并實(shí)現(xiàn)了對(duì)人體廣譜腫瘤標(biāo)志物癌胚抗原(CEA)的高靈敏DELBA檢測，檢測極限達(dá)0.1 pg/mL，比商用DELFIA試劑盒降低了近3個(gè)數(shù)量級(jí)，為迄今CEA檢測最優(yōu)值。進(jìn)一步地，該團(tuán)隊(duì)利用發(fā)展的DELBA技術(shù)測試了腫瘤醫(yī)院20例血清CEA值，結(jié)果與商用DELFIA試劑盒基本一致，并通過測定變異系數(shù)、回收率等驗(yàn)證了該方法的準(zhǔn)確度和可靠性。上述工作以通訊形式于8月11日在線發(fā)表在《德國應(yīng)用化學(xué)》雜志上(Angew. Chem. Int. Ed. 2014, 53, DOI: 10.1002/anie.201405937)，并申請了中國和PCT國際發(fā)明專利。
此前，該團(tuán)隊(duì)在基于稀土納米熒光探針的腫瘤標(biāo)志物檢測方面已取得系列研究進(jìn)展。例如，利用LiLuF4:Yb3+,Er3+上轉(zhuǎn)換納米熒光探針實(shí)現(xiàn)了對(duì)疾病標(biāo)志物人絨毛膜促性腺激素β亞單位(β-hCG)的上轉(zhuǎn)換熒光(UCL)檢測(Angew. Chem. Int. Ed. 2014, 53, 1252; Frontispiece);利用超小CaF2: Ce3+/Tb3+納米熒光探針實(shí)現(xiàn)對(duì)人體腫瘤標(biāo)志物可溶性尿激酶受體(suPAR)的時(shí)間分辨熒光共振能量傳遞(TR-FRET)檢測(Angew. Chem. Int. Ed. 2013, 52, 6671)。
