基于无镉量子点的猪繁殖与呼吸综合症病毒检测及细胞成像分析

Porcine reproductive and respiratory syndrome is a world epidemic disease which is caused by porcine reproductive and respiratory. Nowadays, there are different virus strains and they can easily mutate. The project plan to design and synthesis water-soluble, cadmium free quantum dots with different fluorescence emission wavelengths, chemically modify the surface of the quantum dots by polymers with active groups, streptavidin or other complexes. Chemically coupled virus antibodies with quantum dots as-prepared. Select a quencher quenching quantum dot- antibody complex fluorescence with efficient fluorescence quenching ability and develop a rapid detection method for detecting different porcine reproductive and respiratory syndrome virus strains by fluorescence recovery intensity. In addition, label the virus with cadmium free quantum dot and investigate different porcine reproductive and respiratory syndrome virus strains distribution in the host cell by fluorescence imaging, providing an effective supporting for early diagnosis of this disease.

猪繁殖与呼吸综合症是世界流行性重大传染疾病，其根源为猪繁殖与呼吸综合症病毒，目前该病毒存在不同致病性毒株并很容易发生变异。本项目拟设计合成不同荧光发射波长的无镉水溶性量子点，采用带有活性基团的聚合物、链霉亲和素、配合物等对量子点表面进行化学修饰。利用不同致病性病毒毒株抗体与量子点进行化学偶联，筛选具有高效荧光猝灭能力的猝灭剂，猝灭量子点-抗体复合物荧光以构建猪繁殖与呼吸综合症病毒捕获探针，通过抗原抗体特异性相互作用后量子点荧光回升强度实现对不同致病性猪繁殖与呼吸综合症病毒毒株定性定量检测。并利用无镉量子点实现对致病性不同的猪繁殖与呼吸综合症病毒的高效、稳定标记，用荧光成像法观察不同致病性猪繁殖与呼吸综合症病毒毒株侵染宿主细胞后在胞内的分布情况，为该类疾病的早期诊断提供有效科学依据。

量子点荧光探针在生物医学诊断和成像中已被广泛应用，但含重金属镉的量子点毒性问题一直是备受争议的焦点。本项目主要探索了几种降低含镉量子点毒性的合成和修饰方法，并将其应用到猪繁殖与呼吸综合症等病毒的临床检测和成像中。所采用的方法有：对CdTe量子点进行掺杂、对CdSe量子点进行包硅处理、合成碳点作为荧光探针等。研究表明，这些量子点的荧光强度、荧光量子产率和荧光稳定性均不低于传统的CdSe量子点和CdTe量子点。利用量子点的表面修饰方法，将病毒抗体修饰到量子点表面，然后筛选性能优越的荧光猝灭剂对修饰后的量子点进行荧光猝灭，利用抗体和抗原之间的特异性相互作用，使抗原诱导量子点远离荧光猝灭剂，荧光强度得以恢复，通过恢复的荧光强度实现病毒的定量检测。此类方法的选择性好、灵敏度高、抗干扰能力强，可实现临床实验样品的检测。此外，还将此类量子点荧光探针用于细胞成像，并获得良好效果。本项目所合成的荧光探针可以用于动物疾病的早期诊断，便于及时发现由病毒引起的人畜共患动物疾病，为实现快速、灵敏和简便的疾病诊断方法的开发应用提供了一种新的研究思路。. 在课题执行过程中，发表论文6篇，其中SCI论文5篇，CSCD收录论文1篇。培养硕士研究生2名，参加学术会议3次。