荧光免疫层析试纸条制备及定量检测关键技术研究

免疫层析试纸检测技术检测速度快、操作简单、成本低廉,已经在临床诊断、食品药品、环境监测和医学检测等领域得到广泛的应用。目前免疫层析技术朝着高灵敏度和定量化检测的方向发展。但是传统的金标试纸条灵敏地不够高,只能给出定性化的检测结果,在疾病早期超痕量检测、果蔬农药残留检测、相应的行业标准制定等需要定量检测的应用场合已经无法满足需求。荧光免疫层析检测技术在继承了免疫层析技术快速、专一和简单的优点时,可以有效地提高检测灵敏度,并为免疫层析试纸条的定量检测创造了便利条件。本课题针对性地设计了一套用于检测荧光免疫层析试纸条的高通量检测器。该仪器基于共聚焦式诱导荧光检测(IFD)系统和步进电机驱动的二维扫描结构搭建完成完成。光学部分以LED作为激发光源、以光电二极管作为光电传感器。采用自制镜笼模块搭建共聚焦式光学结构,降低了系统成本,减小了系统的体积。机械部分主要由步进电机结合精密丝杠和齿轮齿条结构搭建完成,保证了基于点源探测器的IFD系统可以实现多通道的试纸条检测能力。硬件部分,以FPGA作为主控芯片对机电结构进行控制,同时对LED光源进行调制,并利用高速ADC芯片采集光电信号,然后完成基于FPGA平台的数字相敏检波算法的实时实现,提高检测系统对噪声和干扰的抑制能力。在此基础上,本课题还探究了基于量子点标记技术的试纸条制备关键技术。本课题用市售的检测N末端B型钠尿肽原(NT-proBNP)的试纸条组装成的8通道试纸卡来检验系统的多通道、高灵敏度的定量检测能力。实验结果表明,所设计的荧光ICTS检测仪检测的线性区间为9.375～600 pg?mL,荧光信号强度值y(V)与样品浓度x(pg?mL)拟合公式为y=0.0025x+0.9225,相关系数为0.9493,8通道检测耗时仅2min,实现了对试纸条进行高通量的定量检测。在此基础上探究了量子点与生物分子的偶联问题,量子点偶联产物的纯化,偶联产物的生物学活性,试纸条材料选择及试纸条的设计组装等关键问题,取得了阶段性的成果,为后期应用于本检测系统的试纸条的制备提供了重要基础。