? ? ? ?本期我們繼續(xù)接著上一期的內(nèi)容來講述用于及時(shí)診斷的熒光微球在核酸、蛋白質(zhì)以及細(xì)菌檢測(cè)的領(lǐng)域中的重要應(yīng)用，并重點(diǎn)概述一下熒光編碼微球在市場(chǎng)應(yīng)用中的主要問題以及未來的展望。

【用于核酸檢測(cè)的熒光微球】

? ? 利用不同顏色的上轉(zhuǎn)發(fā)光材料編碼的微球可用于結(jié)合不同的報(bào)告標(biāo)簽，當(dāng)結(jié)合上單鏈的DNA之后，熒光強(qiáng)度會(huì)顯示不同。Zhang利用類似的方法，將上轉(zhuǎn)發(fā)光的納米顆粒包裹在聚苯乙烯的微球內(nèi)部，調(diào)整上轉(zhuǎn)納米顆粒（不同發(fā)射波長(zhǎng)）的比例，可以獲得不同的熒光編碼微球。上轉(zhuǎn)發(fā)光編碼微球與報(bào)告分子的染料標(biāo)記沒有光學(xué)交叉，因此標(biāo)記染料到熒光波長(zhǎng)可選擇范圍很寬（圖1所示）。量子點(diǎn)編碼的微球也可用于結(jié)合目標(biāo)DNA分子，利用微流控芯片的層流以及外部的磁力，報(bào)告分子、清洗劑通過磁力的作用產(chǎn)生了三股流體，利用量子點(diǎn)標(biāo)記的微球，進(jìn)行雜交鏈?zhǔn)椒磻?yīng)之后的信號(hào)出現(xiàn)增強(qiáng)的現(xiàn)象，因此量子點(diǎn)編碼的微球可以用于在人的肺癌細(xì)胞中進(jìn)行miRNA的過表達(dá)的多重檢測(cè)（圖2所示）。

【用于蛋白質(zhì)檢測(cè)的熒光微球】

? ? 多重顏色的量子點(diǎn)結(jié)合的微球廣泛被證實(shí)能夠用于多重抗原的同時(shí)檢測(cè)，包括IgG，腫瘤標(biāo)志物，病原標(biāo)志物等，使用上轉(zhuǎn)換納米顆粒以及攜帶磁性納米納米顆粒標(biāo)記的微球可以同時(shí)檢測(cè)兩種不同的抗原。（圖a所示）基于微流控技術(shù)，利用AFP? （ FEMMs 熒光編碼的磁珠） 對(duì)Fe3O4納米顆粒的磁性富集以及分離（高溫化學(xué)溶脹的方式），量子點(diǎn)以及Fe3O4納米顆粒與微球的通過高分子鏈端或者疏水作用進(jìn)行有效的結(jié)合，該技術(shù)也廣泛的應(yīng)用于一些多重生物標(biāo)志物的檢測(cè)。（圖b所示）

【用于細(xì)菌檢測(cè)的熒光微球】

? ? 傳統(tǒng)的細(xì)菌檢測(cè)（例如微量肉湯稀釋法或者E-測(cè)試）所需時(shí)間周期長(zhǎng)，因此需要開發(fā)能夠快速以及高效地對(duì)多重細(xì)菌進(jìn)行檢測(cè)。Ozcan組利用了聚苯乙烯微球能夠快速對(duì)寄生于人角膜以及結(jié)膜的金黃色葡萄球菌進(jìn)行快速的計(jì)數(shù)。Wang課題組將熒光微球與萬古激素（vancomycin）進(jìn)行孵育，通過氫鍵與細(xì)菌細(xì)胞壁上的連接酶進(jìn)行結(jié)合，通過熒光磁珠微球的擴(kuò)散方式來有效識(shí)別溶液中活細(xì)菌或者死細(xì)菌。

【基于POCT平臺(tái)的熒光微球的檢測(cè)】

? ? Im使用智能手機(jī)的方式分析免疫微球的衍射圖案，從而不同生化目標(biāo)的檢測(cè)，包括一些可溶解的蛋白、核酸以及細(xì)胞水平的蛋白。但是這個(gè)技術(shù)非常依賴于手機(jī)的攝像頭的分辨率，除此之外，該檢測(cè)方式也依賴于不同手機(jī)品牌，這些會(huì)極大的限制了該技術(shù)達(dá)到應(yīng)用以及推廣（如圖a所示）。Ming課題組為了分析微球的熒光信號(hào)，整合了一些光學(xué)元器件（例如激發(fā)光源、透鏡、光學(xué)濾片以及其他的電子元器件）開發(fā)了一套智能手機(jī)的檢測(cè)設(shè)備。標(biāo)記了不同顏色量子點(diǎn)的微球被捕獲在玻璃芯片的孔洞中，從而形成了微球陣列芯片用于快速檢測(cè)多重抗原物質(zhì)。該方案在文中被用于檢測(cè)七種抗原物質(zhì)，利用上轉(zhuǎn)換納米顆粒結(jié)合微球的方式來快速檢測(cè)不同種類的霉菌毒素。

【可折疊式的微流控芯片的分析以及檢測(cè)?】

? ? Han課題組制備了一款器件，該器件的上層為PDMS流道，下層為可以用于捕獲多重顏色的量子點(diǎn)標(biāo)記的熒光微球的孔洞陣列（利用重力沉降捕獲的原理）。Tamayol設(shè)計(jì)了一種標(biāo)記了微球的海藻酸，同時(shí)該微球標(biāo)記了對(duì)PH敏感的有機(jī)染料，能夠用于長(zhǎng)時(shí)間監(jiān)測(cè)表皮的ph水平。當(dāng)PH由堿性變?yōu)樗嵝缘臅r(shí)候，纖維從淡紅色變?yōu)辄S色，該實(shí)時(shí)的變化能夠通過手機(jī)進(jìn)行捕獲，從而反應(yīng)了傷口位置的PH變化的水平。

【熒光編碼微球的主要問題以及未來展望?】

? ? 1）、仍然缺乏用于特定目標(biāo)捕獲的高效識(shí)別單元，大部分目前基于POCT的熒光微球技術(shù)所使用的免疫分析原理依賴于特異抗體對(duì)其對(duì)應(yīng)抗原的有效結(jié)合。然而在真實(shí)樣品中一些血清蛋白能夠誘發(fā)抗體蛋白的交錯(cuò)反應(yīng)，從而降低了抗體的敏感性以及特異性。因此開發(fā)例如分子免疫印跡、分子配體以及適配體作為捕獲探針的替代物顯得尤為重要。

? ? 2）、開發(fā)便攜以及有效的多重信號(hào)解碼策略尤為重要，POCT的技術(shù)需要更加快速、簡(jiǎn)便的操作手段用于偏遠(yuǎn)地區(qū)的實(shí)驗(yàn)室。盡管現(xiàn)在已經(jīng)看到有一部分基于POCT設(shè)備的智能手機(jī)應(yīng)用的文章，但是關(guān)于熒光微球可以用于高通量的分析以及巨大的編碼性能仍然鮮有報(bào)道。??

? ? 3）、目前可分辨的熒光微球的數(shù)量較少，主要是由于現(xiàn)在的熒光微球的編碼策略主要關(guān)注于熒光的顏色或者強(qiáng)度，該方法容易受到熒光光譜重疊以及背景干擾的影響。除了熒光微球的強(qiáng)度外，熒光材料的壽命也成為關(guān)注的重點(diǎn)。

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