基于NaYF_4:Yb,Nd@CaF_2纳米晶检测癌胚抗原的研究

【摘要】：结直肠癌是最常见的消化道癌症之一,随着人民生活水平的提高,高脂肪食物的摄入以及缺乏体育锻炼等这些诱发结直肠癌因素的增多,导致发病率和致死率在不断增加。针对这一现状,除了要加强防癌健康教育也要加大提前筛查的力度,为癌症的早期治疗争取时间。因此,开发一种快速便捷的检测结直肠癌手段就显得尤为重要。近红外稀土发光材料由于其激发光和发射光波长均在近红外区,且可以根据稀土离子的掺杂比例调谐发光强度,因此可以有效的排除可见光和有色样本的干扰,在免疫检测方面具有很大的发展潜力。本论文将近红外下转换纳米晶NaYF_4:Yb,Nd@CaF_2与免疫层析法相结合,建立一种高灵敏、抗干扰的荧光免疫检测平台,可以实现对结直肠癌的常见标志物癌胚抗原(CEA)的临床即时快速检测。首先,为了获得高发光的生物相容性纳米晶荧光探针,本课题对纳米晶发光性能的影响因素进行了探究,并对纳米晶的表面进行了配体修饰。结果表明,在单核NaYF_4:Yb,Nd纳米晶表面包覆Ca F_2壳层以后纳米晶的荧光强度增强了64倍左右;进一步探究了纳米晶中稀土离子的掺杂比例,当Nd~(3+)离子掺杂比例为30%时单核与核壳结构的发光强度都是最强的。另外在NaYF_4:10%Yb,30%Nd@Ca F_2纳米晶表面进行了亲水性配体聚丙烯酸(PAA)的修饰,为进一步荧光探针的生物应用奠定了基础。其次,利用优化的强发光近红外下转换NaYF_4:Yb,Nd@CaF_2纳米晶荧光探针建立测流免疫检测平台,调控检测环境后对CEA进行检测。结果显示,本课题建立的检测平台线性浓度范围为0.5-10 ng/m L,线性回归方程:T/C=0.32869+0.06889×c(CEA)(R~2=0.998),检测限(LOD)为0.5 ng/m L,特异性实验证明该检测方法的特异性良好,检测的准确度在可接受的范围内。临床医学检测CEA的人体内正常浓度在4 ng/m L以下,本课题所制备的检测平台可检测的线性范围将该浓度包含其中,因此可以实现临床即时医学检测。灵敏的免疫色谱试纸可让医务人员快速诊断大肠癌早期阶段的患者,并尽快选择相应的治疗方案。