基于砷和汞離子標記SiO2@Au納米探針的超敏多元免疫分析方法研究

李天華等

摘 要 構建了一種基于

4 結 論

本研究以砷和汞標記的復合納米粒子作為信號探針，基于夾心免疫反應機理，構建了一種以氫化物發生原子熒光法為檢測手段的新型多元免疫分析方法（SMIAs）。本方法具有以下特點：（1）可實現兩種標志物同時檢測。（2）大部分血清基底物質（蛋白、脂肪、無機鹽等）沒有原子熒光信號，故而本方法適用于復雜體系中TMs的測定

References

1 LIANG HongWei， SUN YuFen. Chin. J. Clinical Medical， 2001， 8（5）： 495-497

梁紅衛， 孫玉汾. 中國臨床醫學， 2001， 8（5）： 495-497

2 Ni X G， Bai X F， Mao Y L， Shao Y F， Wu J X， Shan Y， Zhao P. European Journal of Surgical Oncology （EJSO）， 2005， 31（2）： 164-169

3 Zheng G， Patolsky F， Cui Y， Wang W U， Lieber C M. Nature Biotechnology， 2005， 23（10）： 12941301

4 WU ShaoXiong， XING Zhi， CHEN HongBing， WANG Juan， FENG Lu. Chinese J. Anal. Chem.， 2009， 37（5）： 711-714

吳少雄， 邢 志， 陳紅兵， 王 娟， 馮 璐. 分析化學， 2009， 37（5）： 711-714

5 Momplaisir G M， Lei T， Marshall W D. Anal. Chem.， 1994， 66（20）： 3533-3539

6 Mohan D， Pittman Jr C U. J. Hazardous Materials， 2007， 142（1）： 1-53

7 Belyakova L A， Lyashenko D Y， Shvets A N. Russian J. Phys. Chem. A， 2010， 84（4）： 656-660

8 Li J， Gao H， Chen Z， Wei X， Yang C F. Anal. Chim. Acta， 2010， 665（1）： 98-104

9 SanchezRodas D， Corns W T， Chen B， Stockwell P B. J. Anal. At. Spectrom.， 2010， 25（7）： 933-946

10 LizMarzn L M， Giersig M， Mulvaney P. Langmuir.， 1996， 12（18）： 4329-4335

11 Du Y， Guo S， Qin H， Dong S， Wang E. Chem. Commun.， 2012， 48（6）： 799-801

12 Hu Y， Noelck S J， Drezek R A. ACS Nano， 2010， 4（3）： 1521-1528

13 Yang L Q， Ren X L， Tang F Q， Zhang L. Biosens. Biolectron.， 2009， 25（4）： 889-895

14 Frens G. Nature Phys. Sci.， 1973， 241： 20-22

15 Zhu Q， Chai Y， Yuan R， Zhuo Y. Anal. Chim. Acta， 2013， 800： 22-28

16 Ge L， Yan J， Song X， Yan M， Ge S， Yu J. Biomaterials， 2012， 33（4）： 1024-1031

17 Fu Z， Liu H， Ju， H. Anal. Chem.， 2006， 78（19）： 6999-7005

18 Kadirvelu K， Thamaraiselvi K， Namasivayam C. Sep. Purif. Technol.， 2001， 24： 497-505

An Ultrasensitive Simultaneous Immunoassay Based on

Arsenic and Mercury Ions Labeled SiO2@Au Nanoparticle Probes

LI TianHua1， GAN Ning1， WU DaZhen1， JIN HaiJuan1， CAO YuTing*1， JIANG QianLi2

1（School of Materials Science and Chemical Engineering， Ningbo University， Ningbo 315211， China）

2（Division of Laboratory in Nanfang Hospital of Nanfang Medical University， Guangzhou 510515， China）

Abstract An ultrasensitive immunoassay was developed based on As3+ and Hg2+ labeled SiO2@Au nanoparticles signal tags and hydride generationatomic fluorescence spectrometry （HGAFS） for the detection of carcinoembryonic antigen（CEA） and carbohydrate antigen 199 （CA 199） respectively. Firstly， amino SiO2@Au NPs were synthesized for selective absorption of As3+ and Hg2+ ions respectively. Subsequently，the secondary antibody （Ab2） of CEA and CA 199 was respectively labeled on As3+ or Hg2+ SiO2@Au NPs to prepare the corresponding signal tags for CEA and CA 199. Based on the sandwich immunoassay scheme， the tags， two antigen and corresponding first antibodies were bioconjugated on the bottom of 96well plate at room temperature to form the immunocomplex. After it was dissolved in alkali solution， As3+ and Hg2+ ions were released in solution and detected by HGAFS， which concentration was proportional with logarithms of CEA and CA 199. The reaction conditions were optimized and the tags were characterized. This assay was based on determination of the concentration of As3+ and Hg2+ for quantization of the corresponding CEA and CA 199 antigen. The assay showed a wide linear range from 0.001 to 100.0 μg/L for CEA and 0.01-80 U/mL for CA 199， and a lower detection limit of 0.5 ng/L and 0.005 U/mL respectively. This proposed method was used in real serums samples， the results were consistence with that by ELISA. The immunoassay showed three orders of magnitude of sensitivity lower than that of ELISA， which provides a promising simultaneous immunoassay for the early diagnosis of cancer .

Keywords Simultaneous immunoassay； Tumor markers； Arsenic and mercury ions labeled SiO2@Au nanoprobes； Hydride generationatomic fluorescence

（Received 14 January 2014； accepted 23 March 2014）

This work was supported by the National Natural Science Foundation of China （No. 30901367/C0811） and the National Natural Science Foundation of Zhejiang Province， China （Nos. LY12C20004， 2012C23101， 2011C23126）

摘 要 構建了一種基于

4 結 論

本研究以砷和汞標記的復合納米粒子作為信號探針，基于夾心免疫反應機理，構建了一種以氫化物發生原子熒光法為檢測手段的新型多元免疫分析方法（SMIAs）。本方法具有以下特點：（1）可實現兩種標志物同時檢測。（2）大部分血清基底物質（蛋白、脂肪、無機鹽等）沒有原子熒光信號，故而本方法適用于復雜體系中TMs的測定

References

1 LIANG HongWei， SUN YuFen. Chin. J. Clinical Medical， 2001， 8（5）： 495-497

梁紅衛， 孫玉汾. 中國臨床醫學， 2001， 8（5）： 495-497

2 Ni X G， Bai X F， Mao Y L， Shao Y F， Wu J X， Shan Y， Zhao P. European Journal of Surgical Oncology （EJSO）， 2005， 31（2）： 164-169

3 Zheng G， Patolsky F， Cui Y， Wang W U， Lieber C M. Nature Biotechnology， 2005， 23（10）： 12941301

4 WU ShaoXiong， XING Zhi， CHEN HongBing， WANG Juan， FENG Lu. Chinese J. Anal. Chem.， 2009， 37（5）： 711-714

吳少雄， 邢 志， 陳紅兵， 王 娟， 馮 璐. 分析化學， 2009， 37（5）： 711-714

5 Momplaisir G M， Lei T， Marshall W D. Anal. Chem.， 1994， 66（20）： 3533-3539

6 Mohan D， Pittman Jr C U. J. Hazardous Materials， 2007， 142（1）： 1-53

7 Belyakova L A， Lyashenko D Y， Shvets A N. Russian J. Phys. Chem. A， 2010， 84（4）： 656-660

8 Li J， Gao H， Chen Z， Wei X， Yang C F. Anal. Chim. Acta， 2010， 665（1）： 98-104

9 SanchezRodas D， Corns W T， Chen B， Stockwell P B. J. Anal. At. Spectrom.， 2010， 25（7）： 933-946

10 LizMarzn L M， Giersig M， Mulvaney P. Langmuir.， 1996， 12（18）： 4329-4335

11 Du Y， Guo S， Qin H， Dong S， Wang E. Chem. Commun.， 2012， 48（6）： 799-801

12 Hu Y， Noelck S J， Drezek R A. ACS Nano， 2010， 4（3）： 1521-1528

13 Yang L Q， Ren X L， Tang F Q， Zhang L. Biosens. Biolectron.， 2009， 25（4）： 889-895

14 Frens G. Nature Phys. Sci.， 1973， 241： 20-22

15 Zhu Q， Chai Y， Yuan R， Zhuo Y. Anal. Chim. Acta， 2013， 800： 22-28

16 Ge L， Yan J， Song X， Yan M， Ge S， Yu J. Biomaterials， 2012， 33（4）： 1024-1031

17 Fu Z， Liu H， Ju， H. Anal. Chem.， 2006， 78（19）： 6999-7005

18 Kadirvelu K， Thamaraiselvi K， Namasivayam C. Sep. Purif. Technol.， 2001， 24： 497-505

An Ultrasensitive Simultaneous Immunoassay Based on

Arsenic and Mercury Ions Labeled SiO2@Au Nanoparticle Probes

LI TianHua1， GAN Ning1， WU DaZhen1， JIN HaiJuan1， CAO YuTing*1， JIANG QianLi2

1（School of Materials Science and Chemical Engineering， Ningbo University， Ningbo 315211， China）

2（Division of Laboratory in Nanfang Hospital of Nanfang Medical University， Guangzhou 510515， China）

Abstract An ultrasensitive immunoassay was developed based on As3+ and Hg2+ labeled SiO2@Au nanoparticles signal tags and hydride generationatomic fluorescence spectrometry （HGAFS） for the detection of carcinoembryonic antigen（CEA） and carbohydrate antigen 199 （CA 199） respectively. Firstly， amino SiO2@Au NPs were synthesized for selective absorption of As3+ and Hg2+ ions respectively. Subsequently，the secondary antibody （Ab2） of CEA and CA 199 was respectively labeled on As3+ or Hg2+ SiO2@Au NPs to prepare the corresponding signal tags for CEA and CA 199. Based on the sandwich immunoassay scheme， the tags， two antigen and corresponding first antibodies were bioconjugated on the bottom of 96well plate at room temperature to form the immunocomplex. After it was dissolved in alkali solution， As3+ and Hg2+ ions were released in solution and detected by HGAFS， which concentration was proportional with logarithms of CEA and CA 199. The reaction conditions were optimized and the tags were characterized. This assay was based on determination of the concentration of As3+ and Hg2+ for quantization of the corresponding CEA and CA 199 antigen. The assay showed a wide linear range from 0.001 to 100.0 μg/L for CEA and 0.01-80 U/mL for CA 199， and a lower detection limit of 0.5 ng/L and 0.005 U/mL respectively. This proposed method was used in real serums samples， the results were consistence with that by ELISA. The immunoassay showed three orders of magnitude of sensitivity lower than that of ELISA， which provides a promising simultaneous immunoassay for the early diagnosis of cancer .

Keywords Simultaneous immunoassay； Tumor markers； Arsenic and mercury ions labeled SiO2@Au nanoprobes； Hydride generationatomic fluorescence

（Received 14 January 2014； accepted 23 March 2014）

This work was supported by the National Natural Science Foundation of China （No. 30901367/C0811） and the National Natural Science Foundation of Zhejiang Province， China （Nos. LY12C20004， 2012C23101， 2011C23126）

摘 要 構建了一種基于

4 結 論

本研究以砷和汞標記的復合納米粒子作為信號探針，基于夾心免疫反應機理，構建了一種以氫化物發生原子熒光法為檢測手段的新型多元免疫分析方法（SMIAs）。本方法具有以下特點：（1）可實現兩種標志物同時檢測。（2）大部分血清基底物質（蛋白、脂肪、無機鹽等）沒有原子熒光信號，故而本方法適用于復雜體系中TMs的測定

References

1 LIANG HongWei， SUN YuFen. Chin. J. Clinical Medical， 2001， 8（5）： 495-497

梁紅衛， 孫玉汾. 中國臨床醫學， 2001， 8（5）： 495-497

2 Ni X G， Bai X F， Mao Y L， Shao Y F， Wu J X， Shan Y， Zhao P. European Journal of Surgical Oncology （EJSO）， 2005， 31（2）： 164-169

3 Zheng G， Patolsky F， Cui Y， Wang W U， Lieber C M. Nature Biotechnology， 2005， 23（10）： 12941301

4 WU ShaoXiong， XING Zhi， CHEN HongBing， WANG Juan， FENG Lu. Chinese J. Anal. Chem.， 2009， 37（5）： 711-714

吳少雄， 邢 志， 陳紅兵， 王 娟， 馮 璐. 分析化學， 2009， 37（5）： 711-714

5 Momplaisir G M， Lei T， Marshall W D. Anal. Chem.， 1994， 66（20）： 3533-3539

6 Mohan D， Pittman Jr C U. J. Hazardous Materials， 2007， 142（1）： 1-53

7 Belyakova L A， Lyashenko D Y， Shvets A N. Russian J. Phys. Chem. A， 2010， 84（4）： 656-660

8 Li J， Gao H， Chen Z， Wei X， Yang C F. Anal. Chim. Acta， 2010， 665（1）： 98-104

9 SanchezRodas D， Corns W T， Chen B， Stockwell P B. J. Anal. At. Spectrom.， 2010， 25（7）： 933-946

10 LizMarzn L M， Giersig M， Mulvaney P. Langmuir.， 1996， 12（18）： 4329-4335

11 Du Y， Guo S， Qin H， Dong S， Wang E. Chem. Commun.， 2012， 48（6）： 799-801

12 Hu Y， Noelck S J， Drezek R A. ACS Nano， 2010， 4（3）： 1521-1528

13 Yang L Q， Ren X L， Tang F Q， Zhang L. Biosens. Biolectron.， 2009， 25（4）： 889-895

14 Frens G. Nature Phys. Sci.， 1973， 241： 20-22

15 Zhu Q， Chai Y， Yuan R， Zhuo Y. Anal. Chim. Acta， 2013， 800： 22-28

16 Ge L， Yan J， Song X， Yan M， Ge S， Yu J. Biomaterials， 2012， 33（4）： 1024-1031

17 Fu Z， Liu H， Ju， H. Anal. Chem.， 2006， 78（19）： 6999-7005

18 Kadirvelu K， Thamaraiselvi K， Namasivayam C. Sep. Purif. Technol.， 2001， 24： 497-505

An Ultrasensitive Simultaneous Immunoassay Based on

Arsenic and Mercury Ions Labeled SiO2@Au Nanoparticle Probes

LI TianHua1， GAN Ning1， WU DaZhen1， JIN HaiJuan1， CAO YuTing*1， JIANG QianLi2

1（School of Materials Science and Chemical Engineering， Ningbo University， Ningbo 315211， China）

2（Division of Laboratory in Nanfang Hospital of Nanfang Medical University， Guangzhou 510515， China）

Abstract An ultrasensitive immunoassay was developed based on As3+ and Hg2+ labeled SiO2@Au nanoparticles signal tags and hydride generationatomic fluorescence spectrometry （HGAFS） for the detection of carcinoembryonic antigen（CEA） and carbohydrate antigen 199 （CA 199） respectively. Firstly， amino SiO2@Au NPs were synthesized for selective absorption of As3+ and Hg2+ ions respectively. Subsequently，the secondary antibody （Ab2） of CEA and CA 199 was respectively labeled on As3+ or Hg2+ SiO2@Au NPs to prepare the corresponding signal tags for CEA and CA 199. Based on the sandwich immunoassay scheme， the tags， two antigen and corresponding first antibodies were bioconjugated on the bottom of 96well plate at room temperature to form the immunocomplex. After it was dissolved in alkali solution， As3+ and Hg2+ ions were released in solution and detected by HGAFS， which concentration was proportional with logarithms of CEA and CA 199. The reaction conditions were optimized and the tags were characterized. This assay was based on determination of the concentration of As3+ and Hg2+ for quantization of the corresponding CEA and CA 199 antigen. The assay showed a wide linear range from 0.001 to 100.0 μg/L for CEA and 0.01-80 U/mL for CA 199， and a lower detection limit of 0.5 ng/L and 0.005 U/mL respectively. This proposed method was used in real serums samples， the results were consistence with that by ELISA. The immunoassay showed three orders of magnitude of sensitivity lower than that of ELISA， which provides a promising simultaneous immunoassay for the early diagnosis of cancer .

Keywords Simultaneous immunoassay； Tumor markers； Arsenic and mercury ions labeled SiO2@Au nanoprobes； Hydride generationatomic fluorescence

（Received 14 January 2014； accepted 23 March 2014）

This work was supported by the National Natural Science Foundation of China （No. 30901367/C0811） and the National Natural Science Foundation of Zhejiang Province， China （Nos. LY12C20004， 2012C23101， 2011C23126）