稀土纳米多色荧光探针在PCT快速可视化检测中的应用研究

PCT is of great value in diagnosing and guiding the use of antibiotics and is an "ideal" infectious biomarker. However, the conventional detection methods have their drawbacks, such as complicated testing equipment and cumbersome operation. To fix this problem, this project intends to build a rapid and visual detection method for PCT, which is based on our previous work in the construction of multi-color fluorescence sensors and visual detection. Meanwhile, this project is also base on the tunability of fluorescent color and APP of color analysis of rare earth nanomaterials. Through the covalent grafting method, two kinds of rare earth nano-markers of different fluorescence colors were coupled with the monoclonal antibodies of PCT to prepare PCT rare earth nano-multi-color fluorescent probes. The probe exhibits different fluorescent colors based on PCT content for rapid visual inspection, while using the color analysis APP in smartphones for more accurate and objective test results. Summarizing the new knowledge gained and the related laws, we can provide new ideas and methods for the application of multi-color fluorescent rare earth nano-probes in rapid visual detection of PCT.

PCT在感染诊断和指导抗生素使用方面具有重要价值，是一种“理想”的感染生物标志物。但传统的PCT检测方法存在着检测设备复杂、操作繁琐、可视化程度低等问题。针对这一现状，本项目拟结合我们在多色荧光传感器的构建及可视化检测方面的工作基础，充分利用稀土纳米材料荧光颜色的可调性及色彩分析APP，建立一种快速便捷及可视化的PCT检测新方法。通过共价接枝法将两种不同荧光颜色的稀土纳米标记物与PCT单克隆配对抗体进行偶联，制备出PCT稀土纳米多色荧光探针。该探针根据PCT含量呈现不同的荧光颜色，可实现快速可视化检测，同时利用智能手机中的色彩分析APP可获取更准确、客观的检测结果。总结所获新知识及有关规律，为稀土纳米多色荧光探针在PCT快速可视化检测方面的应用提供新的思路和方法。

常规的生物荧光探针是通过单色荧光的增强或减弱来检测生物标志物，该方法检测用时偏长且灵敏度相对偏低，也很难通过肉眼直观地进行分析，因此针对生物标志物进行可视化、实时、即时检测成为研究的热点。本项目围绕稀土多色纳米复合荧光探针的制备及其在生物标记物检测和筛选新型生物标志物方面进行了大量的研究工作。在国家自然科学基金委员会青年基金项目的支持下，我们通过原位沉淀及水热法制备了表面羧基化的粒径均一、水分散性良好、荧光性能强的稀土纳米颗粒；通过水热合成法制备了表面氨基化的磁性纳米凹凸棒石；再通过经典缩合法将稀土荧光纳米颗粒键合到磁性和非磁性凹凸棒石表面，实现了凹凸棒的磁功能化及荧光功能化。再将配对的PCT单克隆抗体对上述磁性及非磁性稀土纳米颗粒进行包被，得到了具有多色荧光检测性能的磁性稀土纳米复合探针，并考察了它对PCT的可视化荧光检测性能。为了进一步探讨稀土多色纳米复合探针对其他生物标记物的快速可视化检测的价值，我们通过调节识别基团，进一步研究了稀土多色纳米复合探针对芽孢杆菌标记物（DPA）和抗生素的可视化检测，并结合色彩分析APP，最终实现了对芽孢杆菌、四环素的快速、实时、可视化的检测。同时，我们通过qRT-PCR等方法对肿瘤组织、血清及血清外泌体中LncRNA-UFC1进行检测，发现血清及外泌体中的LncRNA-UFC1是诊断非小细胞肺癌的理想生物标志物，为后续新型生物标志物的可视化的检测工作的开展奠定了良好基础。通过本项目研究工作的开展，项目负责人共发表了研究性论文6篇，其中SCI一区论文1篇，SCI二区3篇。