新型“磁包金”金磁纳米粒子免疫层析试纸条定量检测血清中的人绒毛膜促性腺激素

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摘要：摘 要 将油酸修饰的氧化铁纳米粒子(Oleic acid coated iron oxide nanoparticles， OC-IONPs)与油胺修饰的金纳米粒子(Oleylamine-coated gold nanoparticles， OA-AuNPs)通过乳液自组装法共封装在聚合物基质中， 合成了具有磁包金核壳异质结构的新型金磁纳米

　　摘 要 将油酸修饰的氧化铁纳米粒子(Oleic acid coated iron oxide nanoparticles， OC-IONPs)与油胺修饰的金纳米粒子(Oleylamine-coated gold nanoparticles， OA-AuNPs)通过乳液自组装法共封装在聚合物基质中， 合成了具有“磁包金”核壳异质结构的新型金磁纳米粒子(Magnetic coated gold nanoparticles， MGNPs)。由于OA-AuNPs聚集在内核， OC-IONPs分布于外壳， 有效避免了OA-AuNPs的磁屏蔽效应， 相较于传统“金包磁”型纳米结构， 此MGNPs具有高的磁饱和强度(为初始氧化铁纳米粒子的80%)和强的吸光度(为传统30 nm胶体金纳米粒子的12.5倍)。进一步以此MGNPs为免疫层析(Immunochromatographic assay， ICA)的新型双功能标记探针， 以人绒毛膜促性腺激素(Human chorionic gonadotropin， HCG)为模型检测物， 建立了高灵敏检测人血清中HCG的免疫层析方法(MGNPs-ICA)。本研究所构建的试纸条定量检测人血清中HCG的线性范围为0.97～250 mIU/mL(y=0.2561lnx-0.0429， R2=0.9816)， 检出限为0.97 mIU/mL; 试纸条的批内及批间回收率为93.7%～109.1%， 相对标准偏差小于14.3%; 特异性实验结果表明， 本方法仅对目标物HCG有显著的信号响应。本方法检测结果与化学发光免疫分析(Chemiluminescence immunoassay， CLIA)结果具有较好的一致性(y=1.11x + 14.71， R2=0.958)， 但在检测时间、成本和便携性方面具有明显优势。本研究合成的MGNPs具有优异的磁学性能和良好的光学传感性能， 能够显著改善免疫层析平台的检测性能。

　　关键词 磁包金纳米粒子; 免疫层析试纸条; 人绒毛膜促性腺激素; 定量检测

　　1 引 言

　　生物标记物是客观评估生物过程、致病过程或治疗干预的重要指标[1，2]。定性和定量检测血液和尿液等体液中的生物标记物对疾病临床诊断具有重要的意义[3，4]。胶体金免疫层析技术(Gold nanoparticle based immunochromatographic assay， AuNP-ICA)结合了免疫标记与层析技术的优势， 具有检测速度快、操作简单及价格低廉等优点， 是目前临床上应用最为广泛的即时检测技术之一[5～7]。但是， 该方法对于检测成分复杂的样本， 常会因样品的基质干扰问题， 导致检测的灵敏度及准确性下降， 甚至出现假阴性或假阳性的结果。免疫磁分离技术(Immuno-magnetic separation， IMS)通过磁介导的方式可以从复杂基质中分离和浓缩目标分析物， 显著提高ICA方法的检测灵敏度和准确性[8，9]。但是， 传统的磁性纳米粒子(Magnetic nanoparticles， MNPs)的摩尔消光系数远低于AuNPs的摩尔消光系数， 难以提高ICA的检测灵敏度。

　　金磁双功能纳米材料由于兼具MNPs以及AuNPs磁、光双重优势， 近年来被广泛应用于生物标记、生物成像、生物分离以及检测等领域[10～12]。其中基于金磁纳米材料的ICA已广泛应用于多种分析物检测， 如沙门氏菌[13]、黄曲霉毒素B2[14]、寡核苷酸多态性[15]、磺胺二甲嘧啶[16]等。然而， 上述金磁纳米材料多呈“金包磁”的纳米结构。该类材料因AuNPs的强磁屏蔽效应， 导致其磁响应能力极大下降[17，18]。本研究组的前期工作显示， 以磁性材料为金纳米材料的外壳， 形成一种“磁包金”核壳异质结构的纳米材料(Magnetic coated gold nanoparticles， MGNPs)， 可有效避免金纳米材料对磁性材料的屏蔽效应; 此外， 通过增加金纳米材料在“磁包金”复合纳米材料中的质量百分比， 可以极大地提高MGNPs的光学活性， 进而提高ICA的检测灵敏度[19]。据此， 本研究通过乳液自组装法将油酸化的氧化铁纳米粒子(Oleic acid coated iron oxide nanoparticles， OC-IONPs)与油胺化的金纳米粒子(Oleylamine-coated gold nanoparticles， OA-AuNPs)共封装在聚(马来酸酐-alt-1-十八碳烯)(PMAO)中， 利用OC-IONPs及OA-AuNPs与PMAO的溶解性差异， 基于相分离原理合成了一种“磁包金”核壳异质结构的新型金磁纳米粒子(MGNPs)双功能材料。人绒膜促性腺激素(Human chorionic gonadotropin， HCG)是一种由胎盘滋养细胞产生的糖蛋白激素， 是妊娠诊断的常见生物标志物[20，21]。此外， 某些其它的疾病也会产生HCG， 例如异位妊娠[22]和非滋养细胞肿瘤[23](如生殖细胞肿瘤)等。本研究以新型MGNPs为ICA的标记探针， 以HCG为检测物模型， 构建了检测血清中HCG的ICA方法。

　　2 实验部分

　　2.1 仪器与试剂

　　XYZ3000型点膜仪、自动切条仪(金标生物科技公司); 电热恒温鼓风干燥箱、紫外-可见分光光度计(上海福玛实验设备有限公司); JEOL JEM 2100型高分辨率透射电镜(日本电子株式会社); ZEN3700纳米粒度及电位分析仪(英国马尔文公司); GIC-S2011-S2型金标免疫层析读数仪(苏州和迈精密仪器有限公司)。

　　硝酸纖维素(NC)膜、样品垫、吸水纸及PVC底板(美国Millipore公司); HCG标准品、HCG-α单克隆抗体、HCG-β单克隆抗体、羊抗鼠二抗(重庆欣源佳和生物科技有限公司); 人血清(索莱宝公司); 牛血清白蛋白、PMAO、十二烷基磺酸钠(Sodium dodecyl sulfonate， SDS)、氯金酸(Sigma公司); 其它试剂均为分析纯。

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