中科院理化所量子点荧光检测病变研究获新进展

中国教育装备采购网2011-04-26 16:39围观104次我要分享

  生物传感器在医学领域也发挥着越来越大的作用。临床上用免疫传感器等生物传感器来检测体液中的各种化学成分,为医生的诊断提供依据。

  在国家自然科学基金和中科院理化所青年基金项目的支持下,中科院理化所研究员唐芳琼领导的研究团队采用超声雾化法制备的水溶性碲化镉量子点,实现对乳酸脱氢酶(LDH)活性的定性定量分析。

  日前,该研究成果在国际电化学与传感器领域影响因子排名第一的杂志《生物传感器与生物电子学》(Biosensors and Bioelectronics)上相继发表两篇论文。相关工作已申请两项中国发明专利。

  拓展纳米材料的应用

  生物传感器已应用于监测多种细菌、病毒及其毒素。生物传感器还可以用来测量乙酸、乳酸、乳糖、尿酸、尿素、抗生素、谷氨酸等各种氨基酸,以及各种致癌和致变物质。

  乳酸脱氢酶存在于机体所有组织细胞的胞质内,并有着一定的正常范围。机体代谢异常,出现病变会引起乳酸脱氢酶含量的变化。因此,开发新型、快速、高效检测乳酸脱氢酶活性水平的方法可实现对常见的心肌炎、心肌梗塞、肾病、肝癌等疾病的早期诊断和实时调控。

  “而将具有激发范围宽,发射光谱窄,荧光量子产率高,可通过调节尺寸、组成或结构来调节发射峰位,实现多色发光等优异光学特性的量子点用于开发信息容量大、响应速度快、灵敏度高、操作简便、成本低廉、便于携带的生物传感器,成为光学生物传感器研究的新热点。” 该团队成员之一、中科院理化所研究员任湘菱说。

  唐芳琼领导的纳米材料可控制备与应用研究室一直致力于用价廉、可工程化的方法制备量子点并应用于生化检测,采用超声雾化法制备的水溶性碲化镉(CdTe)量子点实现对乳酸脱氢酶活性的定性定量分析。她们制备的新型生物传感器的检测范围为150~1500U/L,最低检测限达75U/L。

  研究人员进而把这种方法拓展到血清中葡萄糖浓度的测定,并初步实现了对这两种物质的同时检测。她们构建的新型光学生物传感器与其他的量子点光学生物传感器(例如基于荧光能量共振转移的光学生物传感器)相比,不需要昂贵而复杂的生化分子修饰,方法简单快捷,操作易于掌握。此方法拓展了纳米材料的应用领域,为开拓生化检测分析的新途径提供了可供参考的实验和理论基础,促进了酶生物传感器的实用化发展。

  “我们的目标是家庭化”

  “通常用于检测乳酸脱氢酶的传感器制备过程复杂,需要一些复杂的分子,或者酶自身需要修饰,这样就需要一两天甚至更长的时间。而且需要经过专门培训的人来操作。我们这个检测体系可以用一些商品化的酶,医疗或生物制品市场可以买到的酶直接进行配制,配制过程一般只需要半个小时。”任湘菱说。

  大多数人会每年进行一次体检,医生们却认为这个时间过长。不过,去医院体检是件很麻烦的事。通常要排队、挂号、检查要花上大半天时间,过几天还要再去取结果。很多人嫌麻烦,就不去体检了。

  “如果我们能做到检测设备微型化,检测方法很容易掌握,而且能快速检测。自己在家隔几个月检查一下,既能发现疾病隐患,又方便了居民。” 任湘菱说,“现在家庭自己检查血压、血糖的多些,检测其他指标的比较少,主要是因为检测设备技术复杂,我们的目标就是实现体检家庭化。”

  该团队用这一新技术作了血清检测,其结果和医院常用的设备对比十分吻合。

  “要实现体检家庭化,还有大量的工作要做。未来我们会考虑做成试剂盒或试纸,和现在的血糖仪一样是用试纸插进去读数。”任湘菱说,“这属于光学传感器,我们主要的研究领域是生物试剂和纳米材料,因此也希望能和进行光传感、光器件研究的人合作,将比色转化成读数。”

来源:科学时报

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