基于高亮度、高稳定的CuInS2核壳量子点的心肌标志物H-FABP和cTnI的联合即时检测方法研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    81902158
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    21.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    H2606.检验医学研究新技术与新方法
  • 结题年份:
    2022
  • 批准年份:
    2019
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2020-01-01 至2022-12-31

项目摘要

The mortality rate of cardiovascular disease is the highest in China and even in the world. Among the cardiovascular disease, acute myocardial infarction (AMI) is very dangerous and the most immediately life threatening. So it is of great clinical significance to realize the rapid and accurate diagnosis of AMI. The problems of low sensitivity and imprecision results for point-of-care testing (POCT) of heart-type fatty acid binding protein (H-FABP) and cardiac troponin I (cTnI) are the key bottlenecks that restrict the early detection of AMI. The lateral flow immunoassay based on CuInS2 quantum dots (QDs) can greatly improve the sensitivity and stability of detection while ensuring rapid detection. In this project, we intend to develop a sensitive, stable and simultaneous POCT method of the two biomarkers based low-toxic CuInS2 QDs as a label material. The highly stable, high quantum yield CuInS2 core/shell QDs is synthesized by precisely controlling the shell coating with the method of “interval drop addition, in situ growth", and microsphere encapsulating multiple CuInS2 QDs is obtained by multi-step silica coating, which will greatly improve the sensitivity and stability of POCT for H-FABP and cTnI. A novel simultaneous POCT method based cadmium-free QDs for detection of H-FABP and cTnI will be constructed, which not only can help for diagnosis and treatment of AMI and then reducing the mortality rate, but also can lay an important foundation for the cadmium-free QDs to become the promising candidates for cadmium-based QDs to construct a novel in vitro diagnostic technique.
心血管疾病已成为我国乃至全球致死率第一的疾病,其中急性心肌梗死(AMI)发病凶险,实现其“快而准”的早期发现和诊断具有重要的意义。目前,心肌标志物心脏脂肪酸结合蛋白(H-FABP)和心肌肌钙蛋白I(cTnI)的即时检测灵敏度不高、准确度不够是AMI诊断亟待解决的关键问题。以低毒性的CuInS2荧光量子作为标记材料构建免疫层析即时检测体系在实现快速检测的同时,可有效提高检测的灵敏度和稳定性。本项目拟采用“间隔滴加,原位生长”方式精确调控壳层包覆以合成高亮度、高稳定的CuInS2核壳量子点,并结合多步二氧化硅包覆制备量子点微球,以提高基于非镉量子点的免疫层析即时检测体系的稳定性和灵敏度,构建H-FABP和cTnI的灵敏、稳定的联合即时检测新方法。这不仅有助于实现AMI的早期发现并降低死亡率,同时也将为非镉量子点成为含镉量子点的替代标记材料构建新型的体外诊断技术奠定重要的基础。

结项摘要

心肌标志物-心脏脂肪酸结合蛋白(H-FABP)和心肌肌钙蛋白I(cTnI)的即时检测灵敏度不高、准确度不够是急性梗死(AMI)诊断亟待解决的关键问题。本项目以低毒的CuInS2核壳量子点作为标记材料构建H-FABP和cTnI的灵敏、稳定的即时联合检测方法为目标。首先通过精确调控CuInS2量子点的壳层生长过程,制备出了厚壳层、大尺寸、量子产率约80%的高稳定的绿色CuInZnS/ZnS核壳量子点;同时基于性能优异的CdSe/ZnS量子点分别通过微乳液法、组装法和生物分子修饰法制备出了各种高亮度、稳定性好的镉基量子点荧光微球,并以它们为标记材料构建免疫层析传感器和三维阵列传感器分别实现了三种心肌标志物cTnI、肌酸激酶同工酶(CK-MB)和肌红蛋白(Myo)的联合即时检测,以及炎症标志物C反应蛋白(CRP)和血清淀粉样蛋白A(SAA)的联合检测,灵敏度和稳定性都得到了很大的提高。针对表面具有巯基配体的高质量CuInZnS/ZnS核壳量子点难以进行水相转移的问题,我们通过采取预包硅再通过反相微乳液分步包硅的方法得到了稳定性较好的二氧化硅包覆单个量子点的水相CuInZnS/ZnS@SiO2量子点,以它为标记材料对H-FABP进行定量检测。为了进一步提高检测的灵敏度,我们采用微乳液和表面活性剂取代的两步法得到了硅球中包覆多个量子点的具有更高亮度的荧光微球,以荧光微球为标记材料制备的荧光探针构建荧光免疫吸附法实现了对H-FABP的灵敏检测,最低检出限为0.48 ng/mL。该方法大大提高了基于非镉量子点的生物检测的灵敏度,且检测方法具有良好的准确度和稳定性。不仅为AMI的早期诊断开辟了新的机遇,同时为非镉量子点成为含镉量子点的替代标记材料构建新型的体外诊断技术提供了重要的研究基础。

项目成果

期刊论文数量(11)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Self-assembly strategy to reduce non-specific adsorption for the development of high sensitivity quantitative immunoassay
减少非特异性吸附的自组装策略,用于开发高灵敏度定量免疫分析
  • DOI:
    10.1016/j.aca.2022.340367
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    Analytica Chimica Acta
  • 影响因子:
    6.2
  • 作者:
    Yanbing Lv;Man Zhao;Jinjin Fan;Ruili Wu;Yanxia Xu;Jinjie Li;Ning Li;Huaibin Shen;Fang Guo;Lin Song Li
  • 通讯作者:
    Lin Song Li
Dual protecting encapsulation synthesis of ultrastable quantum-dot nanobeads for sensitive and accurate detection of cardiac biomarkers
双重保护封装合成超稳定量子点纳米珠,用于灵敏准确地检测心脏生物标志物
  • DOI:
    10.1016/j.snb.2021.130275
  • 发表时间:
    2021-06-15
  • 期刊:
    SENSORS AND ACTUATORS B-CHEMICAL
  • 影响因子:
    8.4
  • 作者:
    Li, Jinjie;Lv, Yanbing;Li, Lin Song
  • 通讯作者:
    Li, Lin Song
Establishment of a Ca(II) ion-quantum dots fluorescence signal amplification sensor for high-sensitivity biomarker detection
用于高灵敏度生物标志物检测的Ca(II)离子-量子点荧光信号放大传感器的建立
  • DOI:
    10.1016/j.aca.2022.340534
  • 发表时间:
    2022-11-12
  • 期刊:
    ANALYTICA CHIMICA ACTA
  • 影响因子:
    6.2
  • 作者:
    Lv,Yanbing;Wang,Panpan;Li,Lin Song
  • 通讯作者:
    Li,Lin Song
Biomolecular Surface Functionalization and Stabilization Method to Fabricate Quantum Dots Nanobeads for Accurate Biosensing Detection
生物分子表面功能化和稳定化方法制备量子点纳米珠用于精确的生物传感检测
  • DOI:
    10.1021/acs.langmuir.2c00392
  • 发表时间:
    2022-04-12
  • 期刊:
    LANGMUIR
  • 影响因子:
    3.9
  • 作者:
    Li,Jinjie;Fan,Jinjin;Li,Lin Song
  • 通讯作者:
    Li,Lin Song
A quantum dot microspheres-based highly specific and sensitive three-dimensional microarray for multiplexed detection of inflammatory factors
基于量子点微球的高特异性和灵敏的三维微阵列用于炎症因子的多重检测
  • DOI:
    10.1088/1361-6528/ac1bdd
  • 发表时间:
    2021-08
  • 期刊:
    Nanotechnology
  • 影响因子:
    3.5
  • 作者:
    Yanbing Lv;Hongke Xu;Ruili Wu;Yanxia Xu;Ning Li;Jinjie Li;Huaibin Shen;Hongwei Ma;Fang Guo;Lin Song Li
  • 通讯作者:
    Lin Song Li

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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