多功能光子晶体编码微球的制备及在多元生物检测中的应用

基于编码载体的高通量多元生物分析技术，在药物筛选、功能基因分析和临床诊断等方面引起了广泛的兴趣。本项目围绕多元生物分子（DNA、蛋白等）检测对编码载体的需求，针对目前单一功能流动编码载体存在的不足，通过多种材料的功能互补和优化，利用微流控装置制备磁性-荧光多功能光子晶体编码微球，以构建高效的液相生物芯片，并揭示新型载体与生物分子间的相互作用规律。研究内容包括磁性纳米粒子和量子点的制备，多功能光子晶体编码微球的设计合成，编码微球的生物功能化和探针分子固定方法的研究，以及以多功能编码微球为载体的高通量多元生物分子检测新方法的建立。所设计的多功能编码微球对于多元生物检测，具有编码量大且稳定、反应快速充分、分离简便、生物相容性好和应用范围广等优势。本项目将磁性、量子点、光子晶体和水凝胶的优点结合起来，为流动编码载体的设计制备提供了一个新的研究思路，并将推动高通量多元生物分析技术的发展。

本项目围绕多元生物分子（DNA、蛋白等）检测对编码载体的需求，针对目前单一功能流动编码载体存在的不足，通过多种材料的功能互补和优化，利用微流控装置制备磁性-荧光多功能光子晶体编码微球，以构建高效的液相生物芯片，并揭示新型载体与生物分子间的相互作用规律。本研究设计制备了量子点标记的光子晶体编码微球，利用高选择性的亲和素-生物素系统，将生物素化的甲胎蛋白（AFP）和癌胚抗原（CEA）抗体分别固定于不同编码的复合微球表面。采用一步夹心法，实现了对AFP和CEA的免疫检测；基于量子点和金纳米粒子之间荧光能量转移（FRET）现象，构建了以二氧化硅光子晶体微球为载体的DNA多元检测技术；设计制备了磁性-荧光多功能光子晶体编码微球，通过控制聚苯乙烯纳米粒子和量子点的尺寸及浓度等因素，制备具有不同编码的复合编码微球，并用于多元生物检测中；设计制备了蛋白石及反蛋白石结构的水凝胶光子晶体微球，实现了对一些小分子特定性响应。所设计的多功能编码微球对于多元生物检测，具有编码量大且稳定、反应快速充分、分离简便、生物相容性好和应用范围广等优势。本项目将磁性、量子点、光子晶体和水凝胶的优点结合起来，为流动编码载体的设计制备提供了一个新的研究思路，并将推动高通量多元生物分析技术的发展。