基于納米金/石墨烯和二氧化硅微球雙方大的量子點近紅外電致化學(xué)發(fā)光免疫傳感器

當(dāng)前用于電致化學(xué)發(fā)光傳感器的量子點探針主要集中在可見光區(qū)，這樣導(dǎo)致的高背景可能會干擾生物樣品的檢測分析。隨著生物分析應(yīng)用的需要，近紅外量子點(NIR QDs) 電致化學(xué)發(fā)光研究越來越受到關(guān)注。

華中農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)業(yè)微生物學(xué)國家重點實驗室韓鶴友課題組研究了巰基丙酸(MPA) 修飾的水溶性CdTe/CdS 小核厚殼型近紅外量子點的ECL 性質(zhì)，并且將納米金/石墨烯(Au-GN)和二氧化硅(SiO2 ) 信號放大技術(shù)結(jié)合起來，發(fā)展了一個基于量子點近紅外電致化學(xué)發(fā)光高靈敏的免疫傳感器(Anal.Chem.，doi: 10.1021/ac300498v)。首先氨基硅烷化后的SiO2 微球與量子點表面的COOH 反應(yīng)，得到了CdTe/CdS 量子點修飾的SiO2 微球(SiO2 /QD)。同時量子點表面未被酰胺化的羧基進(jìn)一步與抗體蛋白質(zhì)中的活性氨基反應(yīng)，從而得到量子點和抗體共修飾的近紅外電致化學(xué)發(fā)光探針(SiO2 /QD/Ab2)。為了進(jìn)一步放大電化學(xué)信號，Au-GN 雜合材料被用作增強(qiáng)基底。紫外吸收光譜(UV-vis) 和透射電鏡(TEM) 結(jié)果(圖1)表明，金納米粒子成功被點綴在石墨烯片層結(jié)構(gòu)上。透射電(TEM) 和光電子能譜(XPS) 研究可見，CdTe/CdS 量子點和抗體已經(jīng)被成功修飾在SiO2 微球表面。自組裝過程如圖2 所示。制得的放大探針與增強(qiáng)基底用于人免疫球蛋白(HIgG) 的近紅外電致化學(xué)發(fā)光檢測。電解液為含0.1 mol/L KCl 和0.1 mol/L K2 S2O8 的0.1 mol/L PBS 緩沖液(pH 7.4)， 光譜范圍為670～750 nm，電勢掃描范圍為0～-1.5 V，掃描速率為200mV s-1 。結(jié)果表明，與QD-Ab2/Ag/BSA/Ab1/GCE 相比，QD-Ab2/Ag/BSA/Ab1/Au-GN/GCE 和SiO2-QD-Ab2/Ag/BSA/Ab1/Au-GN/GCE 的ECL 強(qiáng)度分別提高了4.2 和16.8 倍。線性檢測范圍為0.1 pg/mL～10 ng/mL (R=0.9961)， 檢出限為87 fg/mL (信噪比為3)。說明Au-GN 和SiO2 微球能夠放大CdTe/CdS 量子點的近紅外電化學(xué)發(fā)光(NIR ECL) 信號，從而實現(xiàn)近紅外電化學(xué)發(fā)光(NIR ECL) 用于免疫分析測定。與傳統(tǒng)可見光區(qū)的ECL 傳感器比較，此方法檢出限降低了1～2 個數(shù)量級，已成功用于人血清樣品中HIgG 的檢測。