石墨烯量子点在病毒检测中的应用

    点击数:6032021-06-26 09:14:24 来源: 青岛昊鑫新能源科技有限公司——石墨烯粉|碳纳米管导电剂|导电剂|石墨烯导电剂|

    新闻摘要:量子点是一种尺寸不大于激子玻尔半径的低维半导体材料,是纳米级别的。

    量子点是一种尺寸不大于激子玻尔半径的低维半导体材料,是纳米级别的。其电子在三维方向被限制在束缚态和离散态之间,因其具有宽的激发光谱、窄而对称的发射光谱、高的荧光量子产率、可调谐的颜色等特点,已经成为体内成像和诊断治疗等多个领域的研究热点。然而,很多量子点都是由重金属离子制成的,这可能导致潜在的体外毒性,阻碍其实际应用。

    石墨烯量子点作为碳基量子点其中的一种,是新兴的具有良好生物相容性和独特光致发光性的材料。石墨烯量子点是指片层尺寸在100 nm范围内,片层层数在10层以下的具有荧光发射及量子尺寸效应的纳米材料。近年来研究发现,石墨烯量子点还可用于高灵敏的病毒检测新方法及高效抗病毒治疗药物。

    病毒检测包括血清学检测及病原学检测两大类,血清学检测主要是检测血液中病毒感染产生的抗体,病原学检测主要检测病毒感染产生的核酸、蛋白或病毒粒子。石墨烯量子点具有良好的发光性质及电化学性质,易通过荧光共振能量转移,光诱导电子转移导致的荧光变化来构建快速、高灵敏的病毒检测新方法。

    石墨烯量子点在病毒检测中的应用

    基于石墨烯量子点荧光增强或猝灭所建立的病毒检测方法,已经成功用于腺病毒、HIV病毒、肝炎病毒及登革热病毒等的检测。

    Ahmed等将鸡腺病毒抗体分别与金纳米束及石墨烯量子点偶联,当体系中存在鸡腺病毒时,由于抗体与抗原之间特异的相互作用,金纳米束及石墨烯量子点就会结合到鸡腺病毒表面,其在紫外灯照射下,会产生局部电信号增强。基于这一原理,该研究建立了鸡腺病毒高灵敏检测新方法,该方法检出限为8.75 pfu/mL,比传统的ELISA方法灵敏度提高了100倍。

    Xiang等将石墨烯量子点修饰到玻碳电极表面,基于DNA杂交前后峰电流的变化,建立了乙肝病毒DNA片段快速、高灵敏检测新方法,该方法线性范围为10~500 nmol/L,检出限为1 nmol/L。

    Li等研究发现,由于荧光共振能量转移的存在,偶联猝灭剂(BHQ2)的单链DNA可猝灭B,N共掺杂石墨烯量子点的荧光信号,当体系中有互补序列DNA存在时,由于双链DNA的形成,导致猝灭剂远离石墨烯量子点,荧光信号得到恢复。基于这一原理,他们建立了HIV病毒DNA的快速检测方法,并将所建立的方法用于HIV病毒DNA进入细胞的动态检测。

    Ghanbari等将石墨烯量子点及核酸适配体修饰到玻碳电极表面,当向体系中加入丙肝病毒核心抗原后,体系的电化学阻抗谱会发生明显的改变,基于这一原理,他们建立了丙肝病毒核心抗原快速、高灵敏检测新方法,该方法检出限为3.3 pg/mL,他们进一步将所建立的方法用于人血清中丙肝病毒核心抗原的检测,取得了很好的效果。

    Valipour等将银纳米粒子、带有巯基的石墨烯量子点及抗体修饰到玻碳电极表面,基于加入丙肝病毒核心抗原前后电化学信号的变化,利用微分脉冲伏安法对丙肝病毒核心抗原进行了快速高灵敏检测,检出限达3 fg/mL。

    Chowdhury等利用末端带有巯基的单链DNA修饰到N,S共掺杂石墨烯量子点及金纳米粒子复合材料表面,利用4种有机荧光染料修饰的DNA探针,建立了登革热病毒亚型的荧光及电化学检测新方法,检出限低到9.4 fmol/L。

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