一种上转换发光纳米晶材料和其在特异性免疫检测中的应用制造技术

本申请涉及一种新型纳米晶材料及其即时检测领域，尤其涉及一种上转换发光纳米晶材料及其制备方法和其在慢性阻塞性肺病的特异性免疫检测中的应用。一种上转换发光纳米晶材料，该纳米晶的分子式为CaClF：Bi/Er@SiO2。该纳米晶在表面包裹SiO2获得大量的亲水羟基，可与抗体蛋白进行共价偶联，形成荧光标记抗体用来特异性结合和检测目标抗原，且具有良好的生物相容性。物相容性。物相容性。

【技术实现步骤摘要】
一种上转换发光纳米晶材料和其在特异性免疫检测中的应用


[0001]本申请涉及一种新型纳米晶材料及其即时检测领域，尤其涉及一种上转换发光纳米晶材料及其制备方法和其在慢性阻塞性肺病的特异性免疫检测中的应用。

技术介绍

[0002]稀土氟化物作为一种优良的下转换及上转换基质材料。稀土离子掺杂的氟化物在生物应用和光子器件尤其在生物荧光标记，手术设备和包含光学元件的医疗分析方面有着广阔的前景。他的低的自荧光背景、大的反斯托克斯位移、尖锐的发射带宽、高的抗光漂白能力、高的穿透深度和时间分辨率优势成为有机荧光团和量子点的优异替代品，但稀土氟化物晶体的形貌受到多方面因素的影响，此外，虽然稀土掺杂氟化物纳米晶在应用生物荧光标记方面已经有广泛的应用，但是在即时检测的免疫试纸中的应用仍待进一步研究。
[0003]即时测试（POC）测试具有快速、便携、易用、成本低、现场性能好等特点，在各种纸基 POC 测试中，特异性免疫试纸（LFS）更为简单、快捷、廉价，它能在 20 分钟内检测到多个目标，并能在简单步骤操作下得到结果。因此，特异性免疫试纸是一个有前途的家用检测平台。在众多的特异性免疫试纸荧光标记物中，基于金纳米粒子（AuNPs）的 LFS 由于其低成本和检测结果的视觉可读性，已经成功地转化为大量的商业产品。此外，该技术还可以通过设计多条测试线或多条带的集成来检测多种分析物。然而，金纳米颗粒（AuNPs）的 LFS 灵敏度有限，只能实现定性或半定量检测，因此限制了其在疾病和定量预测的应用。近年来，各种荧光标记物被用来代替 AuNPs，以提高试纸条的灵敏度和定量检测能力。然而，现在应用荧光标记物，如荧光染料和量子点（QDs）都受到紫外光的激发，但是它们会产生很强的背景信号。此外，荧光染料与光漂白有关，在室温下储存不稳定。相比之下，上转换纳米颗粒（UCNP）在近红外（NIR）光的激发下发出可见光，而不是紫外光。这种独特的光学特性使背景荧光最小化，光稳定性强，信噪比提高，并能在复杂的生物样品中进行灵敏的检测。因此，基于UCNPs 的 LFS 近年来受到越来越多的关注，其广泛应用包括检测鱼类感染，多种抗生素，寄生虫感染，人畜共患病原体等。但是检测慢性阻塞性肺病等疾病的试纸还没有研究。慢性阻塞性肺病是一种致命的慢性病，需要长期监测患者的健康状况。然而，慢性阻塞性肺病的即时性检测仍缺乏有效的监测方法，这大大限制了他们在即时检测的应用。

技术实现思路

[0004]为了解决上述的技术问题，本申请的一个目的是提供一种上转换发光纳米晶材料，该纳米晶的分子式为CaClF：Bi/Er@SiO2，通过在纳米晶外面包裹了一层SiO2，使其获得大量的亲水羟基，可与抗体蛋白进行共价偶联，形成荧光标记抗体用来特异性结合和检测目标抗原，且具有良好的生物相容性。本申请还提供了该纳米晶的制备方法及其应用，将形成的纳米晶荧光标记物用于制备特异性免疫试纸，在某些疾病如慢性阻塞性肺病的即时检测中具有简单、快速且准确的优势。
[0005]为了实现上述的目的，本申请采用了以下的技术方案：
一种上转换发光纳米晶材料，该纳米晶的分子式为CaClF：Bi/Er@SiO2。
[0006]优选，纳米晶的分子式为CaClF：10Bi/20Er@SiO2。
[0007]优选，纳米晶为水溶性纳米晶。
[0008]进一步，本申请提供了一种上转换发光纳米晶材料的制备方法，该方法包括以下的步骤：1）将所需掺杂量的乙酸铋和乙酸铒，0.7毫摩尔乙酸钙，2毫升三氟乙酸，2毫升三氯乙酸，10毫升油酸和25毫升十八烯加入到三口烧瓶中，在氮气保护气氛条件下，于100℃搅拌并保温90分钟，然后迅速升温至180℃，并保温1小时；2）待溶液冷却至室温后，用乙醇和去离子水的混合液洗涤3-5次，获得油性氟氯化物纳米晶CaClF：Bi/Er；3）将0.1 ml的CO-520，6 ml 的环己烷和4 ml（0.01 M）的CaClF：Bi/Er纳米颗粒加入到烧杯中搅拌10分钟，再加入0.4 ml的CO-520和0.08 ml的氨水后将烧杯密封起来超声20分钟，直至溶液由乳白色变得澄清；4）再将0.04 ml的TEOS加到溶液中后将烧杯密封，以600 rpm的转速反应2天，待反应结束后，在混合溶液加入丙酮沉淀并用乙醇/去离子水（1:1 v/v）洗涤2次后分散在去离子水中。
[0009]优选，该方法还包括步骤2）中纳米晶表面处理步骤：将制备得到的10-100mg纳米晶CaClF：Bi/Er分散在1-3mL乙醇与浓度为0.2mol/L的HCl 0.5-1mL的混合液中，将混合液超声5-10min，然后加入乙醇洗涤、离心以及烘干等处理后即可获得水性纳米晶。
[0010]进一步，本申请提供了所述纳米晶材料在特异性免疫试纸制备中的应用。
[0011]进一步，本申请提供了所述纳米晶材料在慢性阻塞性肺病特异性免疫检测中的应用。
[0012]进一步，本申请提供了特异性免疫检测试剂盒，包括所述纳米晶材料。
[0013]进一步，本申请提供了一种用于慢性阻塞性肺病特异性免疫检测试剂盒，包括所述纳米晶材料。
[0014]本申请通过一种溶剂热法制备出CaClF：Bi/Er纳米晶，再通过HCl溶液处理，去掉纳米晶表面的油酸配体，纳米晶能够很好地分散在水溶液中。并在表面包裹SiO2得到CaClF：Bi/Er@SiO2，获得大量的亲水羟基，可与抗体蛋白进行共价偶联，形成荧光标记抗体用来特异性结合和检测目标抗原，且具有良好的生物相容性。
附图说明
[0015]图1（a）和（b）分别为CaClF：10Bi/20Er纳米晶的XRD图谱和透射电子显微镜图，（c）为CaClF：10Bi/20Er@SiO2纳米晶的透射电子显微镜图。
[0016]图2（a）CaClF：10Bi/20Er纳米晶在1530纳米近红外激光器激发条件下的上转换发射谱，（b）上转换发光强度随Er
3+
离子掺杂浓度的变化曲线，（c）上转换发光机理示意图，（d）产物的发光强度随掺杂离子Bi
3+
的变化关系曲线。
[0017]图3为LFS对FIB抗原和不同激素的特异性测评。选取GC、TRH和TSH三种干扰性生物标志物，浓度均为0.5IU/ml（均为临床临界值的10倍），验证LFS的选择性。I为供试品的荧光强度，I0为背景荧光强度。
[0018]图4为滴加不同浓度（100 mIU/ml, 500 mIU/ml，1 IU/ml，5 IU/ml，10 IU/ml 和 25 IU/ml）标准样品下试纸条检测带（T line）的荧光光谱。
[0019]图5为通过对检测带荧光强度的量化，得到试纸检测带处的荧光强度a）与FIB抗原浓度的关系b）。
具体实施方式
[0020]1.实验部分1.1主要原料和试剂：乙酸铋（99.0%），三氯乙酸（99.0%），三氟乙酸（99.0%），醋酸钙（99.0%），乙酸铒（99.9%），烷基酚乙氧化物（Igepal CO本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种上转换发光纳米晶材料，其特征在于，该纳米晶的分子式为CaClF：Bi/Er@SiO2。2.根据权利要求1所述一种上转换发光纳米晶材料，其特征在于，纳米晶的分子式为CaClF：10Bi/20Er@SiO2。3.根据权利要求1所述一种上转换发光纳米晶材料，其特征在于，纳米晶为水溶性纳米晶。4.根据权利要求1或2或3所述一种上转换发光纳米晶材料的制备方法，其特征在于，该方法包括以下的步骤：1）将所需掺杂量的乙酸铋和乙酸铒，0.7毫摩尔乙酸钙，2毫升三氟乙酸，2毫升三氯乙酸，10毫升油酸和25毫升十八烯加入到三口烧瓶中，在氮气保护气氛条件下，于100℃搅拌并保温90分钟，然后迅速升温至180℃，并保温1小时；2）待溶液冷却至室温后，用乙醇和去离子水的混合液洗涤3-5次，获得油性氟氯化物纳米晶CaClF：Bi/Er；3）将0.1 ml 的CO-520，6 ml的环己烷和4 ml (0.01 M)的CaClF：Bi/Er纳米颗粒加入到烧杯中搅拌10分钟，再加入0.4 ml的CO-520和0.08 ml...

【专利技术属性】
技术研发人员：王从相，王清清，王双兰，
申请(专利权)人：温州广立生物医药科技有限公司，
类型：发明
国别省市：