[发明专利]量子点标记试条定量检测系统及其检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种量子点标记试条定量检测系统及其检测方法。该系统可对量子点标记试 条进行扫描检测与结果判读，实现对病原体、抗原、抗体、违禁药品、重大疾病(肿瘤、癌症、 心血管疾病和糖尿病等)、农药残留量、食品安全生物检测等多种目标被检物的定量、半定量 与定性检测。

背景技术

在免疫检测中，目前主要采用放射性免疫法、酶联免疫吸附法(ELISA)和胶体金标记等方 法实现样品定量或者定性检测。这些方法存在不同程度缺陷。

量子点(Quantum Dot，简称QD)是20世纪90年代发展的一种具有优良光谱特征和光化 学稳定性的半导体纳米晶体，具有发光效率高、激发谱线范围宽、发射谱线范围窄、粒径与 生物分子相近、表面修饰多功能化等特点。作为新一代生物荧光标记物，量子点在标记免疫 分析中的多组分同时测定、免疫示踪分子定位、纳米生物传感器、实时检测、细胞成像、体 内成像、疾病诊断以及研究生物大分子之间的相互作用、组分在机体内的循环和作用方式等 方面具有独特作用和广泛应用前景。文献报道，量子点作为新一代生物荧光标记物，具有取 代传统有机染料的深远潜力。与有机染料分子相比，QD的主要优点有：

(1)光稳定性好。在激发光照射下，有机染料的荧光信号往往很快变暗，而量子点则会 持续发光，光漂白速度为罗丹明的1/100。

(2)发光强度高。量子点为多电子体系，发光效率远高于单个有机分子，它在可见和紫 外区的吸光系数为10⁵L/(mol.cm)数量级，使得其荧光发射强度远高于有机染料。

(3)激发光谱范围宽。普通有机荧光分子常常有特定的激发波长和发射波长，测定几种 荧光光谱时必须用几种波长的光去激发，这给多标记同时分析造成了极大的麻烦。而量子点 的激发光谱在吸收阀值以上几乎是连续的，谱峰较宽，只需一个比其发射光波长短的任意波 长的光源激发，即可发射高亮度的荧光，并可被同时检测。

(4)较大的Stokes位移和狭窄对称的发光光谱。量子点的荧光谱峰相对有机染料峰形狭 窄对称，半峰高宽度只有荧光素的1/3，半高峰宽常常只有40nm或更小，且在长波方向无拖 尾现象，此允许同时使用不同光谱特征的量子点，发射光谱不出现交叠，使标记生物分子荧 光谱的区分、识别变得很容易，这给生物医学领域实现样品同时检测带来极大方便。

(5)荧光寿命较长，约为数百纳秒。荧光漂白速率只有罗丹明6G的1/100，较高的光 化学稳定性可以保证其在体内存留数天乃至数月。有文献报道，在小鼠体内注入量子点，8 周后，仍有荧光检出。

量子点作为生物荧光探针，在免疫检测中具有极其广阔的应用前景。不同原料和同一原 料不同粒子大小的量子点，可产生不同波长的发射荧光，且量子点混合物不产生可变光谱荧 光。根据特定大小、成分和结构的量子点产生特定荧光的这种量子点光学特性来对量子点标 记的免疫层析试条进行特定荧光测定，能准确检测出多组分被检物的浓度。

中国专利申请号200610024086.7披露了一种量子点标记的快速免疫层析试条检测方法， 该申请号专利利用不同粒径或种类的量子点标记不同目标物的抗体，在紫外下可用肉眼观察 检测结果，实现样品多组分同时检测。不足之处是：(1)该申请号专利只对量子点标记试条 的制作进行了描述，而没有披露相应配套的检测系统，其检测需要借助其它紫外检测仪才能 进行，而且只是定性检测，不能实现定量检测。(2)采用紫外检测对人体有害，操作不安全。 (3)测量结果客观性差。由于检测者是通过肉眼来观察试条检测带和质控带在紫外下产生的 荧光强弱程度来判断检测结果的，检测结果易受检测者经验影响，主观性强，同一试条在不 同状态下有可能会作出不同的、甚至是错误的判断结果，特别是对于那些目标物含量极低的 样本，紫外发出的荧光很弱就很难用肉眼来判断结果，灵敏度低。(4)不能监测生物反应的 动态过程。免疫层析是一个动态反应过程，试条上处于虹吸渗移状态的量子点标记粒子产生 荧光属动态范畴，紫外目视法显然不能对这一动态反应过程进行观察和分析，所以无法更深 入地研究免疫层析反应过程。即使生物反应失败，检测者也无法很好地分析反应失败的原因。