[发明专利]一种基于上转换纳米材料与碳量子点荧光共振能量转移检测癌抗原125的方法

说明书

本发明公开了一种基于上转换纳米材料与碳量子点荧光共振能量转移检测癌抗原125的方法，首先通过溶剂热法合成了聚丙烯酸修饰的上转换纳米粒子能量供体，再通过酰胺化反应将修饰有端氨基的CA125适配体固载至上转换纳米粒子表面，随后通过π‑π堆积相互作用将碳量子点能量受体负载至上转换纳米粒子上以构建上转换探针，由于发生荧光共振能量转移上转换荧光被碳量子点淬灭；当加入目标物后，目标物会与碳量子点竞争性与适配体结合，从而导致上转换纳米颗粒的荧光恢复；根据不同浓度下，荧光强度恢复的程度不同，可实现对目标物癌抗原CA125的定量测定。本发明方法灵敏度高，特异性强，操作简便，有望用于临床上卵巢恶性肿瘤的早期诊断。

技术领域

本发明涉及纳米材料和分析化学技术领域，尤其涉及一种基于上转换纳米材料与碳量子点荧光共振能量转移检测癌抗原125的方法。

背景技术

卵巢恶性肿瘤是目前国内外常见的妇科恶性肿瘤，其死亡率已占全部妇女恶性肿瘤的第四位。尽管近20年来，人们在治疗方面做了相当大的努力包括新的药物和方案的发现、手术的改进。但死亡率仍高居妇科恶性肿瘤首位，其五年生存率仅为3～19％。造成其死亡率居高不下的重要原因之一是缺乏早期诊断的手段，70％的病人初诊时已为晚期患者。虽然各种新的卵巢肿瘤标记物及新的卵巢恶性肿瘤的诊断手段层出不穷，但由于卵巢恶性肿瘤早期症状不明显，外科手术和物理影像学检测费用高昂、费时，造成对于无症状、无家族史的妇女进行早期卵巢恶性肿瘤的诊断、筛查手段仍然不尽人意。因此，早期发现、对卵巢恶性肿瘤进行早期诊断对于改善卵巢恶性肿瘤患者的预后具有极其重要的意义。

癌抗原125(CA125)作为上皮性卵巢癌的标志性抗原，最早是由Bast等人于1983年发现的。卵巢癌上皮细胞中的CA125是粘蛋白MUC16的重复肽表位，可促进癌细胞增殖，是目前基于血清的卵巢癌最佳的肿瘤标志物。到目前为止，CA125被认为是女性癌症相关死亡的第七大原因，是研究最多的卵巢癌标志物，但CA125对I期卵巢恶性肿瘤的诊断特异性、敏感性也仅有25～30％左右。因此，血清中CA125的定量高灵敏度检测对于卵巢癌的早期诊断价值非凡。

目前，CA125的分析检测方法主要包括酶联免疫吸附法(ELISA)，近红外光致发光法，电化学分析法，微流控芯片电泳法，荧光免疫法。然而，上述检测方法由于灵敏度低、检测时间长、实验步骤繁琐、底物不稳定、成本高和样品量大等缺陷而阻碍了其应用发展。因此，亟需开发一种灵敏度高、操作简单、成本低且检测快速的分析方法用于CA125的早期分析检测。

近年来，上转换纳米粒子(UCNPs)由于其近红外(NIR)激发性质而能够将生物分子的自发荧光和散射光干扰降到最低而备受关注。同时，基于UCNPs构建的上转换(UC)探针也被越来越多的用于生物分子检测。然而，由于UCNPs本身只能通过掺杂改变其发射波长，并且其表面没有任何识别单元，因此不太可能显示出有效的传感行为。为克服上述技术缺陷，需要将合适的识别单元作为能量受体与UCNPs结合以实现高效的能量转移。同时基于UCNPs的能量转移体系要求供体发光与受体吸收光谱重叠，因此能量受体是发生FRET或IFE的充分条件。且为了识别不同的分析物，需要不同的受体。到目前为止，一些材料(如有机染料、贵金属纳米粒子、碳纳米材料、半导体纳米材料和金属配合物等)已被证明是有前景的能量受体。然而，基于上述材料构建的上转换探针由于发光强度低及相对较低的上转换效率而导致上转换探针在分析中的灵敏度严重受限。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的问题，提供一种基于上转换纳米材料与碳量子点荧光共振能量转移检测癌抗原125的方法，首先通过溶剂热法合成了聚丙烯酸修饰的上转换纳米粒子能量供体，再通过酰胺化反应将修饰有端氨基的CA125适配体特异性结合至上转换纳米粒子表面，随后通过与适配体的π-π堆积相互作用将碳量子点能量受体负载至上转换纳米粒子上以构建上转换探针；并通过适配体对CA125的特异性识别使适配体的构象发生改变，从而使发光共振能量转移过程被抑制或阻断，上转换发光被恢复，以实现CA125的高灵敏度定量检测。