一种白色发光的上转换纳米颗粒及基于其的同时实现多组分肿瘤标志物检测的试纸条制造技术

本发明专利技术公开了一种白色发光的上转换纳米颗粒及基于其的同时实现多组分肿瘤标志物检测的试纸条，该纳米颗粒具有三层核壳结构，在近红外光激发下发白光；将其标记待检测的多种肿瘤标志物的抗体后，固定在试纸条的标记复合物结合区，可实现对多种肿瘤标志物的同时检测。本发明专利技术实现了单一上转换纳米颗粒对多种肿瘤标志物的灵敏检测，其操作简单、特异性好，定性定量实时检测灵敏度高。

A white luminescent up conversion nanoparticle and a test paper based on its simultaneous detection of multiple component tumor markers

The invention discloses a white light upconversion nanoparticles and its multi component tumor marker test strip detection based on the nano particles have three layers core-shell structure under near-infrared excitation white; the antibody detection of multiple tumor markers for marker, fixed in mark compound strip binding region, can realize the detection of objects and signs of tumor. The invention realizes the sensitive detection of single upconversion nanoparticles to multiple tumor markers, and has the advantages of simple operation and good specificity, and has high sensitivity in qualitative and quantitative real-time detection.

【技术实现步骤摘要】
一种白色发光的上转换纳米颗粒及基于其的同时实现多组分肿瘤标志物检测的试纸条
本专利技术属于生物医学诊断
，具体涉及一种多组分肿瘤标志物的上转换试纸检测方法。
技术介绍
恶性肿瘤即人们常说的癌症，是机体部分基因表达不受控制，细胞恶性增值破坏正常的机体生命活动，其生长速度快，会造成人体的消瘦、发热及严重的脏器受损，最终危机生命。目前，癌症已成为危及人们生命的第一杀手。因此，对于癌症的前期检测及临床的及时监测已成为现代生物医学的重大课题。随着纳米科技的成熟，纳米技术与癌症标记物的结合平台用于肿瘤标志物的检测已成为热点。胶体金试纸条是最早广泛应用的免疫层析试纸，它结构简单、快速、不需要任何仪器设备，可肉眼辨别结果。但是相比于上转换试纸而言，胶体金试纸条灵敏度差、难以实现定量测量，且稳定性稍差。稀土掺杂上转换发光纳米材料(UCNPs)是一类可以吸收近红外光，而发射短波长近紫外可见光的纳米材料，具有荧光背景弱、无生物干扰、组织穿透能力强、灵敏度高等一系列优点。因此，把UCNPs与免疫层析试纸结合，可以带来突破性的改变，UCNPs反斯托克位移的独特上转换发光现象可以使其在标记生物活性分子时，排除生物样品的自发光干扰现象，提高信噪比，增强灵敏度和稳定性，对癌症标志物实现高灵敏度的定量检测。上转换试纸检测方法可用于血清学检查，帮助医生进行辅助诊断，这对疗效诊断和随访具有重要价值，且试纸检测方法在操作、反应速度、价格方面都存在明显优势。所检测的肿瘤标志物可以是酶、激素、糖蛋白、胚胎抗原或肿瘤代谢物。目前常见的有：1、甲胎蛋白甲胎蛋白(AFP)可为肝癌的早期诊断提供重要依据。内胚层瘤、恶性畸胎瘤、胃癌等伴肝癌转移者体内AFP增高。2、癌胚抗原癌胚抗原(CEA)在胃肠道肿瘤、肺癌、乳腺癌、泌尿系肿瘤等可出现增高。癌症病人的胸、腹水、分泌物、消化液中CEA含量增高，且癌症越晚期CEA越高，阳性率越高。但是现有的上转换试纸条在同时检测多种肿瘤标志物时，不同的T线需要采用不同的上转换纳米颗粒，制作工艺复杂，且严重影响检测效率。
技术实现思路
为克服上述现有技术所存在的不足之处，本专利技术提供了一种白色发光的上转换纳米颗粒及基于其的同时实现多组分肿瘤标志物检测的试纸条，旨在利用一种上转换纳米材料同时检测多种肿瘤标志物，提高检测效率。为实现专利技术目的，本专利技术采用如下技术方案：本专利技术首先公开了一种白色发光的上转换纳米颗粒，其特点在于：所述的上转换纳米颗粒用在试纸条上，同时实现多组分肿瘤标志物的检测；所述的上转换纳米颗粒具有三层核壳结构，以掺杂有Yb、Tm和Er的NaGdF4纳米颗粒为内核，在所述内核外包裹有Eu掺杂的NaGdF4第一壳层，且在所述第一壳层外包裹有NaYF4第二壳层，构成Yb、Tm、Er和Eu共掺杂的NaGdF4:Yb/Tm/Er@NaGdF4:Eu@NaYF4核壳结构；所述的上转换纳米颗粒在近红外光激发下发出蓝、绿、红三基色光，总体显示白光发光。上述的上转换纳米颗粒采用晶种法制备，具体步骤如下：a、合成掺杂有Yb、Tm和Er的NaGdF4纳米颗粒作为内核称取油酸(OA)10mL、十八烯(ODE)10mL、Gd(OAc)30.0841g、Yb(OAc)30.0858g、0.1mol/LTm水溶液25μL、0.2mol/LEr水溶液2μL、NaF固体0.4200g，加入到三口烧瓶A中，磁力搅拌升温至110℃～120℃，保持10min，然后抽真空除去水和氧气；除尽后通N2，升温至300℃，反应1.5h；b、在所述内核外包裹Eu掺杂的NaGdF4第一壳层称取油酸(OA)4mL、十八烯(ODE)4mL、Gd(OAc)30.0568g、Eu(OAc)30.0098g，加入到三口烧瓶B中，磁力搅拌升温至110℃～120℃，保持10min，然后抽真空除去水和氧气；除尽后通N2，升温至220℃，并在步骤a反应结束后，用针管以1mL/min的速度将其注入到所述三口烧瓶A中，300℃反应0.5-1h；c、在所述第一壳层外包裹NaYF4第二壳层称取油酸(OA)4mL、十八烯(ODE)4mL、Y(OAc)30.0532g，加入到三口烧瓶C中，磁力搅拌升温至110℃～120℃，保持10min，然后抽真空除去水和氧气；除尽后通N2，并在步骤b反应结束后，用针管以1mL/min的速度将其注入到所述三口烧瓶A中，300℃反应0.5-1h；反应完成后降至室温，将三口烧瓶A中反应液于离心管中，离心分离出所得纳米颗粒；d、剥离步骤c所得纳米颗粒表面的油酸取步骤c所得纳米颗粒，向其中加pH＝1的乙醇和浓盐酸的混合液，超声分散均匀后，再边震荡边超声30min，然后离心后去掉上清液，再向所得纳米颗粒中加入pH＝4的乙醇和浓盐酸的混合液，超声分散均匀后，再边震荡边超声40-60min，然后再次离心分离，所得纳米颗粒经水洗后，即为水溶性的白色发光的上转换纳米颗粒；将所述的上转换纳米颗粒分散在pH＝6.5～7.4的0.01MPBS缓冲溶液中储存备用。以所述的白色发光的上转换纳米颗粒同时实现多组分肿瘤标志物检测的方法，其特点在于：利用所述上转换纳米颗粒所具有的蓝、绿、红三个波段的发光，使一个波段、任意两个波段的组合、及三个波段各对应一种肿瘤标志物的检测，共可实现7种肿瘤标志物的同时检测；以所述的上转换纳米颗粒作为免疫层析试纸条的示踪标志物，利用上转换纳米颗粒的白色发光，或者利用荧光染料与上转换纳米颗粒之间的荧光共振能量转移(FRET)作用，使上转换纳米颗粒相应一个或两个波段的光猝灭，致使上转换纳米颗粒表现出剩下的发光颜色。根据试纸条检测区上纳米颗粒的颜色变化，以判断待检测试样所存在的肿瘤标志物，实现待检测试样中所含肿瘤标志物种类的定性检测。本专利技术还公开了一种同时实现多组分肿瘤标志物检测的试纸条，包括加样区、标记复合物结合区、检测区、质控区及手持区，其特点在于：在所述标记复合物结合区固定有上述的白色发光的上转换纳米颗粒，所述白光颗粒上标记有待检测的多种肿瘤标志物的抗体；在所述检测区的不同区域设有与待检测的肿瘤标志物抗体的种类数量相同的若干条检测T线，各检测T线上分别包被有一种待检测的肿瘤标志物的抗体，且各肿瘤标志物的抗体以不同颜色的荧光染料进行修饰；在所述质控区设有质控C线，在所述质控C线上包被有羊抗鼠IgG抗体。使用时，将待检测试样滴加在所述加样区，若所述待检测试样中存在与标记复合物结合区上转换纳米颗粒上所修饰的多种肿瘤标志物的抗体相对应的抗原，则该抗原与上转换纳米颗粒上标记的相应抗体结合，一同进入检测区并部分固定在检测区相应的T线上，其余部分随待检测试样流入质检区；检测完成后，通过980nm激光激发，观察T线和C线的颜色变化，以判断待检测试样所存在的肿瘤标志物，实现待检测试样中所含肿瘤标志物种类的定性检测。具体来说，检测时，将待检测试样滴加在所述加样区，若所述待检测试样中存在与标记复合物结合区上转换纳米颗粒上所修饰的多种肿瘤标志物的抗体相对应的抗原，则该抗原与上转换纳米颗粒上标记的相应抗体结合，形成新的结合物并进入检测区，与检测区T线上面相对应的肿瘤标志物抗体结合，被固定在检测区相应的T线上；在980nm激光激发下，各T线上面的荧光染料与上转换纳米颗粒会通过荧光共振本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种白色发光的上转换纳米颗粒，其特征在于：所述的上转换纳米颗粒用在试纸条上，同时实现多组分肿瘤标志物的检测；所述的上转换纳米颗粒具有三层核壳结构，以掺杂有Yb、Tm和Er的NaGdF4纳米颗粒为内核，在所述内核外包裹有Eu掺杂的NaGdF4第一壳层，且在所述第一壳层外包裹有NaYF4第二壳层，构成Yb、Tm、Er和Eu共掺杂的NaGdF4:Yb/Tm/Er@NaGdF4:Eu@NaYF4核壳结构；所述的上转换纳米颗粒在近红外光激发下发出蓝、绿、红三基色光，总体显示白光发光。

【技术特征摘要】
1.一种白色发光的上转换纳米颗粒，其特征在于：所述的上转换纳米颗粒用在试纸条上，同时实现多组分肿瘤标志物的检测；所述的上转换纳米颗粒具有三层核壳结构，以掺杂有Yb、Tm和Er的NaGdF4纳米颗粒为内核，在所述内核外包裹有Eu掺杂的NaGdF4第一壳层，且在所述第一壳层外包裹有NaYF4第二壳层，构成Yb、Tm、Er和Eu共掺杂的NaGdF4:Yb/Tm/Er@NaGdF4:Eu@NaYF4核壳结构；所述的上转换纳米颗粒在近红外光激发下发出蓝、绿、红三基色光，总体显示白光发光。2.一种权利要求1所述上转换纳米颗粒的制备方法，其特征在于，采用晶种法制备，具体步骤如下：a、合成掺杂有Yb、Tm和Er的NaGdF4纳米颗粒作为内核称取油酸10mL、十八烯10mL、Gd(OAc)30.0841g、Yb(OAc)30.0858g、0.1mol/LTm水溶液25μL、0.2mol/LEr水溶液2μL、NaF固体0.4200g，加入到三口烧瓶A中，磁力搅拌升温至110℃～120℃，保持10min，然后抽真空除去水和氧气；除尽后通N2，升温至300℃，反应1.5h；b、在所述内核外包裹Eu掺杂的NaGdF4第一壳层称取油酸4mL、十八烯4mL、Gd(OAc)30.0568g、Eu(OAc)30.0098g，加入到三口烧瓶B中，磁力搅拌升温至110℃～120℃，保持10min，然后抽真空除去水和氧气；除尽后通N2，升温至220℃，并在步骤a反应结束后，用针管以1mL/min的速度将其注入到所述三口烧瓶A中，300℃反应0.5-1h；c、在所述第一壳层外包裹NaYF4第二壳层称取油酸4mL、十八烯4mL、Y(OAc)30.0532g，加入到三口烧瓶C中，磁力搅拌升温至110℃～120℃，保持10min，然后抽真空除去水和氧气；除尽后通N2，并在步骤b反应结束后，用针管以1mL/min的速度将其注入到所述三口烧瓶A中，300℃反应0.5-1h；反应完成后降至室温，将三口烧瓶A中反应液于离心管中，离心分离出所得纳米颗粒；d、剥离步骤c所得纳米颗粒表面的油酸取步骤c所得纳米颗粒，向其中加pH＝1的乙醇和浓盐酸的混合液，超声分散均匀后，再边震荡边超声30min，然后离心后去掉上清液，再向所得纳米颗粒中加入pH＝4的乙醇和浓盐酸的混合液，超声分散均匀后，再边震荡边超声40-60min，然后再次离心分离，所得纳米颗粒经水洗后，即为水溶性的白色发光的上转换纳米颗粒；将所述的上转换纳米颗粒分散在pH＝6.5～7.4的0.01MPBS缓冲溶液中储存备用。3.一种利用权利要求1所述的白色发光的上转换纳米颗粒同时实现多组分肿瘤标志物检测的方法，其特征在于：利用所述上转换纳米颗粒所具有的蓝、绿、红三个波段的发光，使一个波段、任意两个波段的组合、及三个波段各对应一种肿瘤标志物的检测，共可实现7种肿瘤标志物的同时检测；以所述的上转换纳米颗粒作为免疫层析试纸条的示踪标志物，利用上转换纳米颗粒的白色发光，或者利用荧光染料与上转换纳米颗粒之间的荧光共振能量转移作用，使上转换纳米颗粒相应一个或两个波段的光猝灭，致使上转换纳米颗粒表现出剩下的发光颜色；根据试纸条检测区上转换纳米颗粒的颜色变化，以判断待检测试样所存在的肿瘤标志物，实现待检测试样中所含肿瘤标志物种类的定性检测。4.一种同时实现多组分肿瘤标志物检测的试纸条，包括加样区、标记复合物结合区、检测区、质控区及手持区，其特征在于：在所述标记复合物结合区固定有权利要求1所述的白色发光的上转换纳米颗粒，在所述上转换纳米颗粒上标记有待检测的多种肿瘤标志物的抗体；在所述检测区的不同区域设有与待检测的肿瘤标志物抗体的种类数量相同的若干条检测T线，各检测T线上分别包被有一种待检测的肿瘤标志物的抗体，且各肿瘤标志物的抗体以不同颜色的荧光染料进行修饰；在所述质控区设有质控C线，在所述质控C线上包被有羊抗鼠Ig...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓胜松，高梦萍，梅青松，
申请(专利权)人：合肥工业大学，
类型：发明
国别省市：安徽,34