CN111856012A - 一种基于上转换纳米材料与碳量子点荧光共振能量转移检测癌抗原125的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于上转换纳米材料与碳量子点荧光共振能量转移检测癌抗原125的方法，首先通过溶剂热法合成了聚丙烯酸修饰的上转换纳米粒子能量供体，再通过酰胺化反应将修饰有端氨基的CA125适配体固载至上转换纳米粒子表面，随后通过π‑π堆积相互作用将碳量子点能量受体负载至上转换纳米粒子上以构建上转换探针，由于发生荧光共振能量转移上转换荧光被碳量子点淬灭；当加入目标物后，目标物会与碳量子点竞争性与适配体结合，从而导致上转换纳米颗粒的荧光恢复；根据不同浓度下，荧光强度恢复的程度不同，可实现对目标物癌抗原CA125的定量测定。本发明方法灵敏度高，特异性强，操作简便，有望用于临床上卵巢恶性肿瘤的早期诊断。

Description

一种基于上转换纳米材料与碳量子点荧光共振能量转移检测 癌抗原125的方法
技术领域
本发明涉及纳米材料和分析化学技术领域，尤其涉及一种基于上转换纳米材料与碳量子点荧光共振能量转移检测癌抗原125的方法。
背景技术
卵巢恶性肿瘤是目前国内外常见的妇科恶性肿瘤，其死亡率已占全部妇女恶性肿瘤的第四位。尽管近20年来，人们在治疗方面做了相当大的努力包括新的药物和方案的发现、手术的改进。但死亡率仍高居妇科恶性肿瘤首位，其五年生存率仅为3～19％。造成其死亡率居高不下的重要原因之一是缺乏早期诊断的手段，70％的病人初诊时已为晚期患者。虽然各种新的卵巢肿瘤标记物及新的卵巢恶性肿瘤的诊断手段层出不穷，但由于卵巢恶性肿瘤早期症状不明显，外科手术和物理影像学检测费用高昂、费时，造成对于无症状、无家族史的妇女进行早期卵巢恶性肿瘤的诊断、筛查手段仍然不尽人意。因此，早期发现、对卵巢恶性肿瘤进行早期诊断对于改善卵巢恶性肿瘤患者的预后具有极其重要的意义。
癌抗原125(CA125)作为上皮性卵巢癌的标志性抗原，最早是由Bast等人于1983年发现的。卵巢癌上皮细胞中的CA125是粘蛋白MUC16的重复肽表位，可促进癌细胞增殖，是目前基于血清的卵巢癌最佳的肿瘤标志物。到目前为止，CA125被认为是女性癌症相关死亡的第七大原因，是研究最多的卵巢癌标志物，但CA125对I期卵巢恶性肿瘤的诊断特异性、敏感性也仅有25～30％左右。因此，血清中CA125的定量高灵敏度检测对于卵巢癌的早期诊断价值非凡。
目前，CA125的分析检测方法主要包括酶联免疫吸附法(ELISA)，近红外光致发光法，电化学分析法，微流控芯片电泳法，荧光免疫法。然而，上述检测方法由于灵敏度低、检测时间长、实验步骤繁琐、底物不稳定、成本高和样品量大等缺陷而阻碍了其应用发展。因此，亟需开发一种灵敏度高、操作简单、成本低且检测快速的分析方法用于CA125的早期分析检测。
近年来，上转换纳米粒子(UCNPs)由于其近红外(NIR)激发性质而能够将生物分子的自发荧光和散射光干扰降到最低而备受关注。同时，基于UCNPs构建的上转换(UC)探针也被越来越多的用于生物分子检测。然而，由于UCNPs本身只能通过掺杂改变其发射波长，并且其表面没有任何识别单元，因此不太可能显示出有效的传感行为。为克服上述技术缺陷，需要将合适的识别单元作为能量受体与UCNPs结合以实现高效的能量转移。同时基于UCNPs的能量转移体系要求供体发光与受体吸收光谱重叠，因此能量受体是发生FRET或IFE的充分条件。且为了识别不同的分析物，需要不同的受体。到目前为止，一些材料(如有机染料、贵金属纳米粒子、碳纳米材料、半导体纳米材料和金属配合物等)已被证明是有前景的能量受体。然而，基于上述材料构建的上转换探针由于发光强度低及相对较低的上转换效率而导致上转换探针在分析中的灵敏度严重受限。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术存在的问题，提供一种基于上转换纳米材料与碳量子点荧光共振能量转移检测癌抗原125的方法，首先通过溶剂热法合成了聚丙烯酸修饰的上转换纳米粒子能量供体，再通过酰胺化反应将修饰有端氨基的CA125适配体特异性结合至上转换纳米粒子表面，随后通过与适配体的π-π堆积相互作用将碳量子点能量受体负载至上转换纳米粒子上以构建上转换探针；并通过适配体对CA125的特异性识别使适配体的构象发生改变，从而使发光共振能量转移过程被抑制或阻断，上转换发光被恢复，以实现CA125的高灵敏度定量检测。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种基于上转换纳米材料与碳量子点荧光共振能量转移检测癌抗原125的方法，以水溶性上转换荧光纳米材料为荧光供体，以碳纳米材料为荧光受体，包括如下步骤：
S1、制备水溶性上转换荧光纳米材料；
S2、合成目标癌抗原125适配体；
S3、采用酰胺化反应，完成目标癌抗原125适配体在水溶性上转换荧光纳米材料表面的修饰，得到上转换荧光探针；
S4、制备碳量子点，将碳量子点分散于溶剂中，得到荧光受体溶液；
S5、将上转换荧光探针和荧光受体溶液按不同体积比混合后，孵育，得到检测探针，并在980nm激光器下测定各混合液的上转换荧光强度，得到荧光猝灭效率最大的混合液中所对应的上转换荧光探针浓度和荧光受体浓度；
S6、制备已知浓度的检测体系，得到不同浓度的癌抗原125溶液，然后用步骤S5制得的检测探针，检测不同浓度的癌抗原125溶液，测定荧光恢复值，绘制标准曲线；
S7、制备待测样品的检测体系，测定待测样品的荧光值，求得待测样品中的目标癌抗原125的浓度。
优选的，所述水溶性上转换荧光纳米材料的粒径为35～50nm，其表面修饰有氨基或羧基。
优选的，所述水溶性上转换荧光纳米材料为掺杂镧系金属的上转换荧光纳米粒子，所述上转换荧光纳米粒子的化学组成为NaYF4：Yb，Ln，Ln是Er或Tm。
优选的，所述碳量子点的粒径为2～4nm。
作为优选的，本发明碳量子点由如下方法制备：将1.0g邻苯二胺和0.5g多巴胺加入烧杯中，再加入50mL水，1mL浓盐酸，调节溶液pH至1，并搅拌使之溶解完全，然后将混合液转移到聚四氟乙烯高压反应釜中，并于180℃反应12h。冷却至室温后，将溶液转移至烧杯中，用0.1mol/L的NaOH水溶液中和至pH＝7。离心收集产物，并用水洗涤三次。最后，将CQDs重新分散在超纯水中。
优选的，所述荧光猝灭效率最大的混合液中所对应的荧光受体浓度为0.1～0.12mg/mL。
优选的，所述水溶性上转换荧光纳米材料由如下方法制备得到：
1)以稀土氯化物为原料，油酸为配体，油酸/1-十八烯为混合溶剂，采用高温溶剂热法合成油酸包裹的稀土上转换纳米粒子；
2)采用超声处理法将稀土上转换纳米粒子表面包裹的油酸除去；
3)采用表面配体交换法，使用聚丙烯酸对稀土上转换荧光纳米粒子进行水溶性修饰。
优选的，在步骤1)中，所述稀土氯化物中，稀土离子摩尔比为Y：Yb：Ln为(70～90)：(5～30)：(0.1～1)。
优选的，在步骤3)中，稀土上转换荧光纳米粒子与聚丙烯酸的用量比为1mg：(2～8)nmol。
优选的，步骤S6中，绘制标准曲线的具体操作是：取上转换荧光探针浓度和荧光受体浓度分别为荧光猝灭效率最大时所对应的浓度的混合液9组，以其中一组混合液为空白样，向其余各组混合液中分别加入已知浓度的癌抗原125溶液，再置于室温下孵育5～90min；在980nm激光器下测定各组混合液的上转换荧光强度，空白样的荧光强度为F0，加入癌抗原125溶液后的各组混合液的荧光强度为F，以
Figure BDA0002528477800000041
为纵坐标，癌抗原125溶液浓度的对数为横坐标，绘制标准曲线。
优选的，步骤S7中，制备样品检测体系的具体操作是：取步骤S5所述上转换荧光探针浓度和荧光受体浓度分别为荧光猝灭效率最大时所对应的浓度的混合液，加入未知浓度的目标物样品，再置于室温下孵育5～90min后，测定混合液的荧光强度Fx，计算
Figure BDA0002528477800000051
的值，代入步骤S6得到的标准曲线，计算得到样品中目标物的浓度。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
(1)本发明首先通过溶剂热法合成了聚丙烯酸修饰的上转换纳米粒子能量供体，再通过酰胺化反应将修饰有端氨基的CA125适配体特异性结合至上转换纳米粒子表面，随后通过与适配体的π-π堆积相互作用将碳量子点能量受体负载至上转换纳米粒子上以构建上转换探针，由于荧光共振能量转移上转换荧光被碳量子点纳米颗粒淬灭；当加入癌抗原CA125目标物后，目标物会与碳量子点竞争性与适配体结合，从而导致上转换纳米颗粒的荧光恢复。根据荧光恢复强度的不同，以实现对目标癌抗原CA125的定量测定。本发明方法灵敏度高，特异性强，操作简便，可以用于卵巢恶性肿瘤的早期诊断。
(2)本发明首次采用碳量子点作为荧光受体，碳量子点的碳源易得，制备方法简单，成本低廉，具有优良的猝灭能力，分析检测的灵敏度高，且在检测过程中无需进行生物标记，操作简单，具有重要的临床意义。
(3)本发明利用适配体对待测物质具有特异性识别的功能，提高了检测的准确性和稳定性；同时本发明利用激光诱导上转换荧光发射，检测背景低，从而大大提高了检测的灵敏度；且本发明利用荧光共振能量转移体系，简化了前处理步骤，缩短了检测时间。
附图说明
图1为本发明上转换纳米材料和碳量子点之间荧光共振能量转移检测癌抗原125的机理示意图。
图2中(a)为聚丙烯酸包裹的上转换纳米颗粒的透射电子显微镜表征图；图2中(b)为聚丙烯酸包裹的上转换纳米颗粒的粒径分布图；图2中(c)为聚丙烯酸包裹的上转换纳米颗粒的XRD谱图；图2中(d)为油酸包裹的上转换纳米颗粒、聚丙烯酸、裸露的上转换纳米颗粒和聚丙烯酸包裹的上转换纳米颗粒的傅里叶变换红外光谱图。
图3为表面修饰目标癌抗原125适配体的上转换纳米颗粒的紫外-可见吸收光谱图。
图4为碳量子点的XPS图谱。
图5中(A)为碳量子点的透射电镜图；图5中(B)为碳量子点的粒径分布图。
图6为碳量子点的紫外-可见吸收光谱与上转换纳米颗粒的荧光光谱图。
图7为碳量子点连接在上转换纳米颗粒表面的透射电镜图。
图8为碳量子点的加入量对水溶性上转换纳米颗粒荧光猝灭的效率结果图。
图9为癌抗原125浓度对上转换荧光的影响结果图。
图10为荧光变化量与癌抗原125浓度变化的线性关系图。
图11为孵育时间对上转换荧光探针稳定性的影响结果图。
图12为pH对上转换荧光探针稳定性的影响。
图13为上转换荧光探针的特异性实验结果图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明；应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明；除非特别说明，本发明采用的试剂、方法和设备为本技术领域常规试剂、方法和设备。
以下实施例中，癌抗原125适配体为癌抗原125的特异性识别单元，其序列按照参考文献：An electrochemical aptasensing platform for carbohydrate antigen125based on the use of flower-like gold nanostructures and target-triggeredstrand displacement amplification，由Sangon Biotechnology Co.Ltd.(Shanghai,China；www.sangon.com)公司合成。
癌抗原125适配体碱基序列为：5’-AAAAAACTCACTATAGGGAGACAAGAATAAACGCTCAA-3’，其中5’端修饰有氨基。
以下实施例中所有荧光检测所用光源均为980nm激光光源。
下面通过具体的实施例子并结合说明书附图对本发明做进一步的详细描述。
实施例1
一种水溶性上转换荧光纳米材料的制备方法，包括如下步骤：
1)以稀土氯化物为原料，油酸为配体，油酸/1-十八烯为混合溶剂，采用高温溶剂热法合成油酸包裹的稀土上转换纳米粒子，具体方法如下：
a)稀土氯化物原料Ln(oleate)3采用空气浴法合成将Y2O3:Yb2O3:Er2O3以79.8:20:0.2的当量比加入到单口瓶中，加入适量盐酸并加热至溶液澄清；随后升温将溶剂蒸干，冷却至室温；然后加入超纯水，乙醇、正己烷，加热5h，待冷却至室温后，萃取三次，旋干溶剂，将产物溶于由油酸和1-十八烯按照体积比为1:1的混合溶剂中，配置成0.25mol/L的前驱液备用；
b)采用溶剂热法制备油酸包裹的NaYF4：Yb，Er上转换纳米颗粒：将1mmol步骤a)制备的Ln(oleate)3前驱液和20mmol NaF加入三口烧瓶中，再加入6mL油酸和6mL 1-十八烯，氩气氛围下，将混合液升温至50℃并搅拌1h，除去混合液中的水和氧，然后在295℃下保持2h；再用高温退火法，将混合液在240℃退火1h，以减少纳米颗粒表面的缺陷；冷却至室温后，离心收集所得的纳米颗粒，并用乙醇洗涤3次后，将上转换纳米颗粒重新分散在环己烷中备用；
2)采用超声处理法将稀土上转换纳米粒子表面包裹的油酸除去：将50mL乙醇和1mL浓盐酸加入到100mg油酸包裹的稀土上转换纳米粒子中，将溶液超声处理1.5h，然后离心，并用乙醇和水洗涤，得到裸露的上转换纳米颗粒；
3)采用表面配体交换法，使用聚丙烯酸对稀土上转换荧光纳米粒子进行水溶性修饰：将10mg步骤2)制得的裸露的上转换纳米颗粒加入到含有50nmol聚丙烯酸的10mL超纯水中，将混合液于室温下搅拌12h，然后离心，并用水洗涤，即制得水溶性上转换荧光纳米材料。
图2中(a)为本实施例制得的聚丙烯酸包裹的上转换纳米颗粒的透射电子显微镜表征图，从图中结果可以看出，本实施例制得的水溶性的上转换荧光纳米颗粒呈球形，且分散均匀。
图2中(b)为本实施例制得的聚丙烯酸包裹的上转换纳米颗粒的粒径分布图，从图中结果可以看出，本实施例制得的水溶性的上转换纳米颗粒的平均粒径为41nm，且粒径分布均匀。
图2中(c)为本实施例制得的聚丙烯酸包裹的上转换纳米颗粒的XRD谱图从图中结果可以看出，本发明制得的水溶性的上转换纳米颗粒为六方晶相，该测试结果与纯的六方相β-NaYF4的JCPDS卡片No.16-0334一致。由此表明本发明成功制备了水溶性的β-NaYF4六方晶相上转换纳米颗粒。
图2中(d)为油酸包裹的上转换纳米颗粒、聚丙烯酸、裸露的上转换纳米颗粒和聚丙烯酸包裹的上转换纳米颗粒的傅里叶变换红外光谱图。其中，2923cm-1和2854cm-1归属于油酸包裹的上转换纳米颗粒上亚甲基的不对称C–H键伸缩振动峰，1566cm-1为C＝C键伸缩振动峰，740cm-1为C–H键伸缩振动峰，由此表明本发明成功制备了油酸包裹的上转换纳米颗粒；当通过超声剥离法除去上转换纳米颗粒表面上的油酸，油酸的特征吸收峰消失；当进一步采用表面配体交换法对其进行聚丙烯酸改性后，上转换纳米粒子在2923cm-1处出现了亚甲基的不对称伸缩振动峰，并在1717cm-1处出现了C＝O的伸缩振动峰及1560cm-1处COO-独特的不对称和对称伸缩振动吸收峰，1459cm-1处为–OH的弯曲振动峰，1270cm-1处为C＝O键伸缩振动峰，1105cm-1处为C–O键伸缩振动峰，由此表明聚丙烯酸已成功修饰至上转换纳米颗粒上。
实施例2
上转换荧光探针的制备：采用酰胺化反应，完成目标癌抗原125适配体在水溶性上转换荧光纳米材料表面的修饰，具体方法如下：将100μL 10mg/mL的实施例1制得的水溶性上转换荧光纳米材料加入到700μL MES缓冲溶液(10mM，pH＝5.5)中；然后将0.2mg EDC·HCl和0.6mg Sulfo-NHS加入到上述溶液中，并将混合液在35℃下孵育1h，以活化水溶性上转换荧光纳米材料上的羧基，离心收集活化后的水溶性上转换荧光纳米材料，并将获得的沉淀物分散在1mL含1nmol癌抗原125适配体的HEPES缓冲溶液(10mM，pH＝7.2)中；将混合物在35℃下孵育12h，再将10mg Tris-HCl添加到混合物中以封闭多余的Sulfo-NHS。通过离心收集癌抗原125适配体修饰的上转换纳米颗粒，并用水洗涤，得到上转换荧光探针。最后，将产物重新分散在1mL HEPES缓冲溶液(10mM，pH＝7.2)中，并于4℃保存备用。
图3为本实施例制得的表面修饰适配体的上转换纳米颗粒的紫外-可见吸收光谱表征图3所示，从图中结果可以看出，上转换荧光探针在263nm处出现了一个新的与癌抗原125适配体的特征吸收峰重叠的紫外吸收峰，由此表明癌抗原125适配体成功修饰至上转换纳米颗粒的表面。
实施例3
碳量子点由如下方法制备：将1.0g邻苯二胺和0.5g多巴胺加入烧杯中，再加入50mL水，1mL浓盐酸，调节溶液pH至1，并搅拌使之溶解完全，然后将混合液转移到聚四氟乙烯高压反应釜中，并于180℃反应12h。冷却至室温后，将溶液转移至烧杯中，用0.1mol/L的NaOH水溶液中和至pH＝7。离心收集产物，并用水洗涤三次。最后，将CQDs重新分散在超纯水中。
图4为本实施例制得的CQDs的X-射线光电子能谱(XPS)分析结果。图中533eV、400.1eV、284.7eV分别归属于O1s、N1s、C1s的电子结合能，从而表明本发明成功制备了CQDs荧光受体。
图5中(A)为本实施例制得的碳量子点的透射电镜图；图5中(B)为本实施例制得的碳量子点的粒径分布图，从图中结果可以看出，碳量子点呈球形，分散性好，且尺寸大小均匀，粒径大小约为2-4nm。
图6为本实施例制得的碳量子点的紫外-可见吸收光谱图和上转换纳米颗粒的荧光光谱图，从图中结果可以看出，碳量子点的紫外吸收光谱和上转换纳米颗粒的荧光发射光谱能够很好的重叠，符合荧光共振能量转移的条件，因此能够用于上转换探针的制备，并具有较高的上转换效率。
实施例4
为考察不同上转换荧光探针浓度和荧光受体浓度对荧光猝灭效率的影响，本实施例将不同浓度的碳量子点分散液加入到实施例2制得的上转换纳米颗粒的缓冲液中，并于37℃下孵育1h，得到检测探针，并在980nm激光器下测定各混合液的上转换荧光强度，得到荧光猝灭效率最大的混合液中所对应的上转换荧光探针浓度和荧光受体浓度。
图7为本实施例制得的检测探针的透射电子显微镜表征结果图，从图中可看出，水溶性上转换发光纳米材料较结合碳量子点前模糊，这可能是由于癌抗原125适配体与碳量子点通过π-π堆积相互作用负载至上转换纳米粒子表面，由此表明本发明成功制备了上转换探针。
图8为不同浓度的碳量子点受体对水溶性上转换纳米颗粒荧光猝灭的效率结果图，从图中结果可以看出，在0～0.1mg/mL浓度范围内，随着碳量子点荧光受体浓度的增大，上转换荧光探针的荧光淬灭效率增大，当碳量子点荧光受体浓度为0.1mg/mL时，上转换荧光探针的荧光猝灭效率达到最大，此时上转换荧光探针的荧光猝灭效率达到90％，由此表明本发明制得的上转换荧光探针可以用于癌抗原125的高灵敏度检测。
实施例5
将0.1mg碳量子点加入1mL 1mg/mL实施例2制得的上转换荧光探针的HEPES缓冲溶液(10mM，pH＝7.2)中，在37℃孵育1h，完成检测探针溶液的制备，然后将检测探针溶液稀释20倍备用。以其中一组检测探针混合液为空白样，向其余各组检测探针混合液中分别加入已知浓度的癌抗原125溶液，再置于室温下孵育1h。在980nm激光器下测定各组混合液的上转换荧光强度，得到的上转换荧光光谱图见图9；并以空白样的荧光强度为F0，加入癌抗原125溶液后的各组混合液的荧光强度为F，以
Figure BDA0002528477800000111
为纵坐标，癌抗原125溶液浓度的对数为横坐标，绘制标准曲线结果如图10所示。
图9表明本发明方法建立的检测方法能够对0.01-100U/mL的浓度范围内的癌抗原125有所响应，且癌抗原125的浓度越大，荧光强度也越高。图10表明在0-100U/mL浓度范围内上转换探针的荧光恢复程度与癌抗原125浓度的对数呈现良好的线性关系，其线性方程为：
Figure BDA0002528477800000112
Figure BDA0002528477800000113
检出限为0.009U/mL。图9～10的结果表明，本发明基于水溶性上转换纳米颗粒荧光供体与碳量子点荧光受体所建立的检测方法可以实现对血清中癌抗原125的高灵敏检测。
实施例6
为了考察本发明所制备的上转换探针的稳定性，本实施例选择在不加任何目标物的情况下，将制备好的探针置于HEPES缓冲溶液(10mM，pH＝7.2)中进行孵育。在980nm激光器下测定上转换探针不同孵育时间时的上转换荧光强度，结果如图11所示。从图中看出，随着孵育时间的延长，本发明所制备的上转换探针的上转换强度稳定，几乎无明显的衰减现象。由此表明本发明所制备的上转换探针具有非常好的稳定性，可以用于血清中癌抗原125的高灵敏检测。
实施例7
抗干扰性能是衡量上转换探针的实用性的重要指标之一。为了考察本发明所制备的上转换探针对癌抗原125的特异性识别性能，本实施例选取了(BSA)，甘氨酸，组氨酸，谷胱甘肽(GSH)，免疫球蛋白G(IgG)，人表皮蛋白4(HE4)，半胱氨酸，癌胚抗原(CEA)，甲胎蛋白(AFP)等作为干扰项进行选择性实验。在实施例5制备的检测探针溶液中，分别加入等量的牛血清蛋白(BSA)，甘氨酸，组氨酸，谷胱甘肽(GSH)，免疫球蛋白G(IgG)，人表皮蛋白4(HE4)，半胱氨酸，癌胚抗原(CEA)，甲胎蛋白(AFP)和癌抗原125，并在相同条件下进行测试上转换荧光强度。结果如图13所示。由图中结果可知：干扰物加入前后上转换探针的荧光强度值无明显变化。由此表明本发明基于水溶性上转换纳米颗粒荧光供体与碳量子点荧光受体所建立的上转换检测探针对癌抗原125具有较高的选择性识别性能，能够用于血清中癌抗原125的特异性检测，有望用于临床上卵巢恶性肿瘤的早期诊断。
综上所述，本发明首先通过溶剂热法合成了聚丙烯酸修饰的上转换纳米粒子能量供体，再通过酰胺化反应将修饰有端氨基的CA125适配体固载至上转换纳米粒子表面，随后通过π-π堆积相互作用将碳量子点能量受体负载至上转换纳米粒子上以构建上转换探针，由于荧光共振能量转移上转换荧光被碳量子点纳米颗粒淬灭；当加入目标物后，目标物会与碳量子点竞争性与适配体结合，从而导致上转换纳米颗粒的荧光恢复，从而实现了对目标物癌抗原CA125的高灵敏度测定。且在0.01-100U/mL浓度范围内上转换探针的荧光恢复程度与癌抗原125浓度的对数呈现良好的线性关系，其线性方程为：
Figure BDA0002528477800000121
检出限为0.009U/mL。由此表明本发明检测方法灵敏度高，特异性强，操作简便，有望用于临床上卵巢恶性肿瘤的早期诊断，具有较高的临床应用价值。
以上所述，仅为本发明的说明实施例，并非对本发明任何形式上和实质上的限制，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明方法的前提下，做出的若干改进和补充也应视为本发明的保护范围；凡熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明精神和范围的情况下，利用以上所揭示的技术内容做出的些许更改、修饰与演变的等同变化，均为本发明的等效实施例；同时，凡依据本发明的实质技术对上述实施例所做的任何等同变化的更改、修饰与演变，均仍属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种基于上转换纳米材料与碳量子点荧光共振能量转移检测癌抗原125的方法，其特征在于，以水溶性上转换荧光纳米材料为荧光供体，以碳量子点为荧光受体，包括如下步骤：
S1、制备水溶性上转换荧光纳米材料；
S2、合成目标癌抗原125适配体；
S3、采用酰胺化反应，完成目标癌抗原125适配体在水溶性上转换荧光纳米材料表面的修饰，得到上转换荧光探针；
S4、制备碳量子点，将碳量子点分散于溶剂中，得到荧光受体溶液；
S5、将上转换荧光探针和荧光受体溶液按不同体积比混合后，孵育，得到检测探针，并在980nm激光器下测定各混合液的上转换荧光强度，得到荧光猝灭效率最大的混合液中所对应的上转换荧光探针浓度和荧光受体浓度；
S6、制备已知浓度的检测体系，得到不同浓度的癌抗原125溶液，然后用步骤S5制得的检测探针，检测不同浓度的癌抗原125溶液，测定荧光恢复值，绘制标准曲线；
S7、制备待测样品的检测体系，测定待测样品的荧光值，求得待测样品中的目标癌抗原125的浓度。
2.根据权利要求1所述的一种基于上转换纳米材料与碳量子点荧光共振能量转移检测癌抗原125的方法，其特征在于，所述水溶性上转换荧光纳米材料的粒径为30～50nm，其表面修饰有氨基或羧基。
3.根据权利要求1所述的一种基于上转换纳米材料与碳量子点荧光共振能量转移检测癌抗原125的方法，其特征在于，所述水溶性上转换荧光纳米材料为掺杂镧系金属的上转换荧光纳米粒子，所述上转换荧光纳米粒子的化学组成为NaYF4：Yb，Ln，Ln是Er或Tm。
4.根据权利要求1所述的一种基于上转换纳米材料与碳量子点荧光共振能量转移检测癌抗原125的方法，其特征在于，所述碳量子点的粒径为2～4nm。
5.根据权利要求1所述的一种基于上转换纳米材料与碳量子点荧光共振能量转移检测癌抗原125的方法，其特征在于，所述荧光猝灭效率最大的混合液中所对应的荧光受体浓度为0.1～0.12mg/mL。
6.根据权利要求3所述的一种基于上转换纳米材料与碳量子点荧光共振能量转移检测癌抗原125的方法，其特征在于，所述水溶性上转换荧光纳米材料由如下方法制备得到：
1)以稀土氯化物为原料，油酸为配体，油酸/1-十八烯为混合溶剂，采用高温溶剂热法合成油酸包裹的稀土上转换纳米粒子；
2)采用超声处理法将稀土上转换纳米粒子表面包裹的油酸除去；
3)采用表面配体交换法，使用聚丙烯酸对稀土上转换荧光纳米粒子进行水溶性修饰。
7.根据权利要求6所述的一种基于上转换纳米材料与碳量子点荧光共振能量转移检测癌抗原125的方法，其特征在于，在步骤1)中，所述稀土氯化物中，稀土离子摩尔比为Y：Yb：Ln为(70～90)：(5～30)：(0.1～1)。
8.根据权利要求6所述的一种基于上转换纳米材料与碳量子点荧光共振能量转移检测癌抗原125的方法，其特征在于，在步骤3)中，稀土上转换荧光纳米粒子与聚丙烯酸的用量比为1mg：(2～8)nmol。
9.根据权利要求1所述的一种基于上转换纳米材料与碳量子点荧光共振能量转移检测癌抗原125的方法，其特征在于，步骤S6中，绘制标准曲线的具体操作是：取上转换荧光探针浓度和荧光受体浓度分别为荧光猝灭效率最大时所对应的浓度的混合液9组，以其中一组混合液为空白样，向其余各组混合液中分别加入已知浓度的癌抗原125溶液，再置于室温下孵育5～90min；在980nm激光器下测定各组混合液的上转换荧光强度，空白样的荧光强度为F0，加入癌抗原125溶液后的各组混合液的荧光强度为F，以
Figure FDA0002528477790000021
为纵坐标，癌抗原125溶液浓度的对数为横坐标，绘制标准曲线。
10.根据权利要求1所述的一种基于上转换纳米材料与碳量子点荧光共振能量转移检测癌抗原125的方法，其特征在于，步骤S7中，制备样品检测体系的具体操作是：取步骤S5所述上转换荧光探针浓度和荧光受体浓度分别为荧光猝灭效率最大时所对应的浓度的混合液，加入未知浓度的目标物样品，再置于室温下孵育5～90min后，测定混合液的荧光强度Fx，计算
Figure FDA0002528477790000031
的值，代入步骤S6得到的标准曲线，计算得到样品中目标物的浓度。
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