Liên hợp bioconjugate Quantum Dot dùng cho phát hiện ultrasensitive không đẳng hướng

American Association for the Advancement of Science (AAAS) - Tập 281 Số 5385 - Trang 2016-2018 - 1998
Warren C. W. Chan1, Shuai Nie1
1Department of Chemistry,#N#Indiana University, Bloomington, IN 47405, USA

Tóm tắt

Các chấm lượng tử bán dẫn phát quang động cao (zinc sulfide–bọc kẽm selenide) đã được liên kết cộng hóa trị với các phân tử sinh học để sử dụng trong phát hiện sinh học siêu nhạy. So với các thuốc nhuộm hữu cơ như rhodamine, loại chất phát quang này sáng hơn 20 lần, ổn định chống lại hiện tượng phai màu quang 100 lần và có độ rộng đường quang phổ chỉ bằng một phần ba. Các chất liên hợp kích thước nanometers này có khả năng hòa tan trong nước và tương thích sinh học. Các chấm lượng tử được gắn nhãn với protein transferrin đã trải qua quá trình nhập bào được điều tiết bởi thụ thể trong các tế bào HeLa nuôi cấy, và những chấm lượng tử đó được gắn với các immunomolecules nhận biết các kháng thể hoặc kháng nguyên cụ thể.

Từ khóa

#phát quang động #truyền dẫn tế bào #tương thích sinh học #liên hợp lượng tử #HeLa #nhãn miễn dịch #endocytosis

Tài liệu tham khảo

For recent books see L. J. Kricka Ed. Nonisotopic Probing Blotting and Sequencing (Academic Press New York 1995); P. G. Issac Ed. Protocols for Nucleic Acid Analysis by Nonradioactive Probes (Humana Totowa NJ 1994); E. P. Diamandis and T. K. Christopoulos Eds. Immunoassay (Academic Press New York 1996).

10.1126/science.271.5251.933

; J. Phys. Chem. 100 13226 (1996).

10.1007/BF00331535

10.1126/science.262.5137.1242

Henglein A., Chem. Rev. 89, 1861 (1989);

Weller H., Angew. Chem. Int. Ed. Engl. 32, 41 (1993).

10.1021/ja00072a025

Bowen Katari J. E., Colvin V. L., Alivisatos A. P., J. Phys. Chem. 98, 4109 (1994).

Hines M. A., Guyot-Sionnest P., ibid. 100, 468 (1996).

10.1126/science.270.5240.1335

Andres R. P., et al., ibid. 273, 1690 (1996).

Heath J. R., et al., J. Phys. Chem. 100, 3144 (1996);

Collier C. P., Saykally R. J., Shiang J. J., Henrichs S. E., Heath J. R., Science 277, 1978 (1997).

10.1038/382607a0

A. P. Alivisatos et al. ibid. p. 609.

Colvin V. L., Schlamp M. C., Alivisatos A. P., ibid. 370, 354 (1994).

10.1063/1.113227

Dabbousi B. O., et al., J. Phys. Chem. B 101, 9463 (1997).

G. T. Hermanson Bioconjugate Techniques (Academic Press New York 1996).

W. C. W. Chan and S. Nie unpublished data.

10.1038/41048

Lu H. P., Xie X. X., ibid. 385, 143 (1997).

Vanden D. A., et al., Science 277, 1074 (1997).

Nirmal M., et al., Nature 383, 802 (1996);

Empedocles S. A., Norris D. J., Bawendi M. G., Phys. Rev. Lett. 77, 3873 (1996).

Blanton S. A., Hines M. A., Guyot-Sionnest P., Appl. Phys. Lett. 69, 3905 (1996).

The 40-nm fluorescent latex spheres (λ ex = 530 nm; λ em = 560 nm) (λ ex excitation wavelength maximum; λ em emission wavelength maximum) were purchased from Molecular Probes (Eugene OR). Each sphere is equivalent in intensity to ∼350 dye molecules [R. P. Haugland Handbook of Fluorescent Probes and Research Chemicals (Molecular Probes Eugene OR ed. 6 1995)]. The integrated emission intensities for single QDs and single latex spheres were measured and compared under identical experimental conditions. The single-dot photoluminescence was about one-seventeenth that of a single latex sphere and thus was estimated to be equal to the total emission intensity of 20 R6G molecules.

Peck K., Stryer L., Glazer A. N., Mathies R. A., Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 86, 4087 (1989).

Edwards D. A., Gooch K. J., Zhang I., McKinley G. H., Langer R., ibid. 93, 1786 (1996);

Smythe E., Warren G., Eur. J. Biochem. 202, 689 (1991).

Quantitative measurements showed that the intensity variations among the discrete luminescent signals were within a factor of 3. Thus the observed signals arose primarily from single QDs and perhaps a small population of double- and triple-dot aggregates. Protein BSA should adsorb nonspecifically on the QDs but it did not cause particle aggregation.

Bangs L. B., Pure Appl. Chem. 68, 1873 (1996).

Speicher M. R., Ballard S. G., Ward D. C., Nature Genet. 12, 368 (1996).

10.1021/ja9805425

We are grateful to M. A. Hines and P. Guyot-Sionnest for their help in QD synthesis and for providing the original ZnS-capped CdSe sample. We also thank A. K. Reuter for bulk optical measurement R. Turner for TEM and S. R. Emory for valuable discussions. This work was supported in part by NSF grant CHE-9610254 and by the Petroleum Research Fund grant 32231-AC5. S.N. acknowledges the Whitaker Foundation for a Biomedical Engineering Award and the Beckman Foundation for a Beckman Young Investigator Award.