用于农药多残留均相免疫分析的多对荧光共振能量转移体系研究

The basic principle adopted in this proposed research is fluorescence resonance energy transfer (FRET). The main focus of the proposed research are as follows: a) prepare a serious of water-soluble quantum dots and lanthanide fluorescent materials; b) prepare donors through linking anthanide fluorescent materials and anti-organophosphorus pesticide antibody, and acceptors by conjugating quantum dots with hapten of organophosphorus pesticide; c) study on the fluorescence resonance energy transfer efficiency between a single donor-acceptor pair and its regulation mechanism; d) study on different luminescence decay times of lanthanide fluorescent materials and different optical performance of quantum dots; and e) certify the possibility of simultaneous measurement of small molecules in the same analytical FRET system. The aim of the research is development of a multiplexed fluorescence resonance energy transfer system on the basis of a configuration with multiple donors and multiple acceptors. The assay system will be assessed in terms of its application on the determination of organophosphorus pesticide multi-residues in leafy vegetables such as Chinese cabbage or leek. The results of research would enrich the theory of pesticide multi-residue analysis and improve immunoassay techniques of pesticide residue.

本项目以荧光共振能量转移为理论基础，通过研究制备硅胶化镧系金属-抗体复合物和量子点-半抗原复合物，分别作为荧光共振能量转移供体和受体，研究供体受体之间通过抗原抗体结合反应拉近而形成荧光共振能量转移的效率与调控机理，探索基于镧系金属螯合物的发射光时间、波长差异性，量子点光学性能差异性，解决单对荧光共振能量转移发射信号相互干扰与采集识别等问题，揭示荧光共振能量转移多体系共存免疫分析理论，旨在建立操作简便、灵敏度高、成本低廉的多对荧光共振能量转移体系，并以小分子有机磷农药为研究对象，评价多对荧光共振能量转移体系在农药多残留均相免疫分析中的应用性能。研究成果可丰富和完善农药多残留免疫分析理论与技术方法。

对照课题的研究任务，进行了供受体的制备，其中包括碳量子点、硅碳共掺杂量子点以及金属量子点的制备，并且研究了基于cyclen结合喹啉物的铽金属螯合物荧光材料的制备。. 以琼脂糖和PEI为原料制备的碳量子点三维荧光光谱表现出两个较强荧光峰（250ex,450em），（350ex,475em）。碳量子点其荧光发射波长具有荧光激发波长依赖性。实验同时研究了以蛋白胨和PEI为原料的碳量子点和以蔗糖和PEI为原料的碳量子点，该两种量子点与以琼脂糖和PEI为原料制备的碳量子点具有相似的荧光性能。.以3-氨丙基三甲氧基硅烷（APTMS）和戊二醛（GA）制备了新型的硅量子点。硅碳共掺杂量子点显示出两个发射峰，当激发波长为245 nm和345 nm时，其最大发射波长均在395nm。在室温条件下进行，测定硅碳共掺杂量子点的量子产率为33.6%。. 延续课题研究思路，课题组在荧光共振能量转移的供体受体对上进行了探索。碳量子点与罗丹明吸收光谱及荧光光谱表明碳量子点的发射光谱与罗丹明的吸收光谱有较大的重叠，因此碳量子点的发射光能有效的激发罗丹明。碳量子点的高度激发波长240nm作为激发波长，考察碳量子点的发射波长472nm和罗丹明发射波长571nm，研究了碳量子点-罗丹明供受体对的荧光共振量转移性能。罗丹明量对FRET效率的影响实验表明，当碳量子点与罗丹明的摩尔比小于1时，碳量子点-罗丹明体系的荧光强度不受影响，而当受体与供体的比值从1 比1增加到1比16时，受体的荧光强度迅速增大。. 在利用荧光共振能量转移的信号处理技术基础上建立的农药分析技术，具体研究成果如下。合成一种新颖QDs@MIPs量子点作为荧光猝灭探针来检测实际水样中对硫磷。MIPs的识别位点重新绑定目标分析物，导致CdTe量子点的荧光发射强度降低。QDs@MIPs集合了高选择性的MIPs和强荧光性质的QDs量子点。基于QDs@MIP建立了一种简便、快捷和可靠的检测OPs的分析方法。. 通过测定CdTe量子点的荧光发射谱和Cy5荧光染料的吸收光谱，初步判断CdTe量子点和Cy5荧光染料的吸收光谱，初步判断CdTe量子点和Cy5荧光染料之间是否具有发生FRET的条件。荧光共振能量转移效率与cy染料/QD的比值成正比，并以此测定啶虫脒含量。计算aptamers与啶虫脒的结合常数为8.9677 umol/L