量子ドットナノビーズに基づく蛍光ラテラルフロー免疫測定法

ラテラルフローイムノアッセイ(LFIA)ストリップは、特に流行時の疾患スクリーニングにおいて、ポイントオブケア^1,2で重要な迅速検出ツールとして機能します。しかし、従来の金コロイドベースのLFIAテストストリップは、検出感度が低く、定性的な結果しか得られません³。LFIAの検出感度を向上させるために、着色ラテックス^4,5、アップコンバージョン蛍光ナノ粒子⁶、時間分解蛍光マイクロスフェア^7,8、量子ドット^9,10,11など、さまざまな新しいナノ粒子が出現しています。量子ドット(QD)^12,13は、半導体ナノ結晶とも呼ばれ、調整可能な発光波長、広い励起範囲、および高い発光効率を提供し、生物学的イメージングに理想的な標識となっています。

しかし、個々の量子ドットから放出される蛍光シグナルは弱いままであるため、イムノアッセイでの検出感度は比較的低くなります。マイクロスフェア内に多数の量子ドットをカプセル化すると、信号を増幅し、量子ドットベースのイムノアッセイの感度を向上させることができます。マイクロスフェアの内部に量子ドットを封入するために、層ごとの自己組織化14,15,16,17,18、膨潤法^19,20、シリカミクロスフェア21,22,23,24カプセル化など、様々な方法が採用されてきた。例えば、量子ドット官能化シリカナノスフェア標識は、サンドイッチ免疫反応²⁵当たりの量子負荷を増加させることによって達成することができる。超音波噴霧器を備えた噴霧乾燥機も、ナノスケールQD-BSAナノスフィア²⁶を調製するために使用されている。しかしながら、前述の方法は、複雑な多ステップ、蛍光消光、および低い生産性に悩まされる。

我々の以前の研究²⁷では、量子ドットをポリマーナノビーズ内に封入するためのエマルジョン溶媒蒸発法が報告された。この調製技術はシンプルで、量子ドットの蛍光効率を維持し、高いカプセル化効率を確保し、容易にスケーラブルな生産を可能にします。いくつかの研究グループは、この方法で調製されたQDNBを使用して、食品毒素検出28,29,30、感染症バイオマーカー検出^31,32、環境モニタリング³³などのアプリケーション向けにLFIAストリップの開発に成功しています。

このプロトコールでは、量子ドットナノビーズ(QDNB)、QDNBおよび抗体の結合、QDNBベースのLFIAの調製、およびヒト血漿サンプル中のC反応性タンパク質(CRP)の測定のための特定の調製ステップを示します。