从医学的角度看对量子理论的研究_从医学角度看

从医学的角度看对量子理论的研究

免疫印迹方法是分析复杂蛋白样品中常用的手段之一，在毒理学分析、 细胞蛋白分析、食品及各种蛋白的分析中广泛应用。随着色素、防腐剂、乳化剂、 调味剂、营养强化剂等食品添加剂行业的快速发展，越来越多新型食品、饲料的 出现。在给人们的生活带来便利的同时，食品、饮料、饲料、医药用品的安全性 也需要得到保证，而国内外多次出现的安全事件更是为我们敲响了警钟。所以对 各种添加剂、新型食品、饲料、医药用品进行毒理学分析显得非常必要及迫切。

各种检测分析方法，包括免疫印迹方法的改进也十分迫切。

1.量子点概论 1.1量子点的性质 量子点是由II-VIB或III-VB族元素组成的纳米颗粒，又称半导体材料。

由于电子和空穴被量子限域，连续能带变成具有分子特性的分立能级结构，量子 点受激发后可以发射很强的荧光。量子点的激发光波长范围很宽，不同颜色的量 子点可以由同一波长的光激发，而且量子点具有较大的荧光光谱较相应的吸收光 谱红移和狭窄对称的荧光谱峰，其半高峰宽常常只有40nm或更小，这样就允许 同时使用不同光谱特征的量子点，发射光谱不出现交叠，使标记生物分子荧光谱 的区分、识别变得很容易，荧光寿命长。量子点可以通过调整粒子尺寸来得到不 同颜色的荧光，而粒子的组成和表面性质不需改变，因此可以使用一套通用的偶 联方法实现多色标记。而其他不同颜色的荧光标记物因分子结构不同，必须运用 相应的很多不同的偶联方法，使操作过程变得复杂，也为残留检测标记的发展提 供了基础。1998年，Alivisatos和Nie等人分别攻克了以量子点作为生物探针与生 物之间相容性问题的难关，使量子点成为最有前途的荧光标记物之一。

量子点在生命科学、分析科学、材料科学、免疫医学、检验检疫科学 等传统及新兴的领域中都得到了广泛的应用，并取得了一定的研究进展，尤其是在生命科学的各个领域中，它的作用更是日益突出。同时，量子点在食品检测及 分析中的应用也越来越多。

2.量子点的应用 2.1量子点标记DNA 利用量子点的多重性和多强度性质对生物分子群进行大量编码标记， 在基因组学和蛋白质组学研究中具有重要的现实意义。

Dubertret等将一段特定序列的DNA片段连接到聚乙烯二醇(PEG)胶束 包覆的量子点表面制成了探针，将生物素化的随机DNA、序列及互补序列分别 固定于链酶亲和素化的琼脂糖小球上，将量子点探针溶液加入到琼脂糖小球溶液 中，在荧光显微镜下观察，发现在固定互补序列的小球上有很强的荧光，而固定 随机DNA序列的琼脂糖小球上却看不到荧光，有效地说明了量子点探针对待检 测DNA样本的检测作用，特异性很好，量子点的标记很成功。

Nie和他的同事巧妙地将不同数量、不同荧光特征的量子点组合进同 一个内部镂空的高分子小球中，从而形成具有不同光谱特征和亮度特征的微球， 并将DNA序列连接到微球上，完成量子点编码。

2.2活体及细胞成像 从erman等率先报道了利用PEG包裹的量子点标记多肤来定位活体组 织血管， DaleM.willard等将生物素化抗微管蛋白的抗体与红色量子点与亲和素 的偶联物进行反应，进而对细胞中的微管蛋白进行量子点标记，可以对其变化进 行追踪观察。Dubertret等用磷脂包裹的量子点，将其结合到DNA上，经过处理注 入非洲蟾蛛胚胎中，量子点微团就稳定地停留在胚胎中，量子点的荧光可以随着 蛆蚌的生长一直存在，并且可以追踪胚胎发育的整个过程。

Xiaohu Gao等把量子点修饰上三嵌段共聚物，再将标记物反应到目标 肿瘤的配体或者功能性的药物载体上，这样就可以在活体小鼠或其他动物中，实 现活体成像。

这些实验都充分证明，量子点具有稳定的荧光性能和良好的生物兼容 性，为毒理分析、疾病研究、生理功能研究等提供了很大的便利。2.3作为免疫标志物 量子点由于其优良的光学性质，常被作为标志物应用于毒理分析、食 品、动物饲料安全及疾病控制等免疫检测分析手段，为免疫分析的检测限、灵敏 度、快速简便等方面提供了很大的便利。

Sun等将疏基唬拍酸处理的QDs与抗体连接后用作高通量蛋白质芯片 的荧光标记物，采用非均相夹心法在微阵列芯片上，形成抗体一抗原一检测抗体 的结合体，用激光共聚焦扫描法检测相应的荧光信号，实现了微阵列芯片上的免 疫分析。

EllenR.Goldman等人用不同尺寸的量子点，通过与不同的抗体偶联， 实现了对霍乱毒素、蓖麻毒素、类志贺氏毒素1、葡萄球菌肠毒素B四种毒素的 多残留检测，Peng，C.F.等利用不同尺寸量子点，实现了五种化学、生物残留物 的多残留检测。

量子点与抗体的结合使它的优势得到充分发挥，即利用了抗体的高特 异性，又使免疫检测灵敏度得到进一步的提高。