使用具有大斯托克斯位移的四足 CdSe/CdS 量子點(diǎn)精確編碼條碼進(jìn)行多重檢測

發(fā)布：2021-12-23　點(diǎn)擊：13

在懸浮陣列技術(shù)中構(gòu)建大容量光學(xué)條碼的一個(gè)嚴(yán)重障礙是能量轉(zhuǎn)移，這會(huì)導(dǎo)致不可預(yù)測的條碼信號(hào)、有限的條碼數(shù)量以及不可行的實(shí)驗(yàn)迭代次數(shù)。這項(xiàng)工作報(bào)告了一種有效且簡單的方法來消除多色中的能量轉(zhuǎn)移

通過結(jié)合具有大斯托克斯位移（約 180 nm）的四足 CdSe/CdS QD 來構(gòu)建量子點(diǎn) (QD) 編碼的微珠。利用這一的功能，可以輕松實(shí)現(xiàn)理論上的 7×7-1 條碼矩陣，該矩陣結(jié)合了兩種顏色和七種強(qiáng)度級(jí)別。因此，含有四足體 CdSe/CdS QD 的微珠被證明具有強(qiáng)大的編碼能力，可以實(shí)現(xiàn)精確的條形碼設(shè)計(jì)。 Shirasu 多孔玻璃膜乳化方法能夠輕松控制微珠大小，有助于建立包含 144 個(gè)可區(qū)分條碼的 3D 條碼庫，顯示出實(shí)現(xiàn)大規(guī)模多重檢測的巨大潛力。此外，當(dāng)應(yīng)用于五種常見過敏原的多重檢測時(shí)，這些條形碼表現(xiàn)出優(yōu)異的檢測性能（檢測限：0.01–0.02 IU mL-1）

適用于加標(biāo)和患者血清樣品。因此，這種新的編碼策略有助于擴(kuò)大條碼容量，同時(shí)降低用于高通量復(fù)用檢測的微珠光學(xué)編碼的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)障礙。

一、簡介

基于編碼微珠的懸浮陣列技術(shù) (SAT) 在單個(gè)小樣本體積內(nèi)的分析物多重檢測中發(fā)揮著重要作用，使其廣泛用于單細(xì)胞分析、蛋白質(zhì)分析、基因分析和早期疾病診斷和編碼微珠是 SAT 的重要組成部分，因?yàn)樗鼈兙哂杏糜跈z測特定目標(biāo)的可靠支持和跟蹤代碼。因此，實(shí)現(xiàn)高通量復(fù)用檢測需要足夠數(shù)量的條碼。 當(dāng)前的光學(xué)編碼策略通常結(jié)合顏色和強(qiáng)度，以實(shí)現(xiàn)靈活編碼和高速解碼 是最與其他許多編碼方法（例如圖形編碼、物理編碼、化學(xué)編碼和電子編碼）相比，這種編碼方法更為普遍。 光學(xué)編碼策略通常利用熒光團(tuán) [例如有機(jī)染料、量子點(diǎn) (QD)]，它們發(fā)出兩種或更多顏色以實(shí)現(xiàn)更多條碼。

 然而，多色熒光團(tuán)之間的光譜重疊不可避免地會(huì)產(chǎn)生難以處理的整體熒光現(xiàn)象，例如隨機(jī) Förster共振能量轉(zhuǎn)移 (FRET) 和光子重吸收，導(dǎo)致非正交熒光響應(yīng)。因此，這限制了條碼的數(shù)量，并使獲得的條碼信號(hào)難以預(yù)測或設(shè)計(jì)，即使在微珠中加入了準(zhǔn)確比例的熒光團(tuán)。因此，獲得足夠數(shù)量的可區(qū)分條碼需要大量的實(shí)驗(yàn)迭代，由于構(gòu)建高容量多路復(fù)用檢測平臺(tái)的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)進(jìn)入壁壘，這是許多科學(xué)家無法實(shí)現(xiàn)的選擇。

總之，我們報(bào)告了一種有效且簡單的方法來消除多色 QD 編碼微珠中的能量轉(zhuǎn)移

通過結(jié)合具有大斯托克斯位移的四足體 CdSe/CdS QD。在這些四足體 CdSe/CdS QD 中執(zhí)行如此大的斯托克斯位移（約 180 nm），其發(fā)射峰位于 650 nm，能夠有效抑制 tQD650 的吸收光譜和 iQD525 的發(fā)射光譜之間的光譜重疊。因此，我們應(yīng)用此策略通過 SPG 膜乳化方法通過結(jié)合特定比例的 iQD525 和 tQD650 來指導(dǎo)多色 QD 編碼的微珠的生成，它們沒有光譜重疊。這使我們能夠通過構(gòu)建結(jié)合兩種顏色和七種強(qiáng)度級(jí)別的理想 7×7-1 條碼矩陣來消除能量轉(zhuǎn)移并采用創(chuàng)新方法進(jìn)行精確條碼設(shè)計(jì)。由于 SPG 膜乳化方法也可以控制微珠的大小，我們建立了一個(gè)結(jié)合顏色、強(qiáng)度和直徑作為編碼元素的 3D 條碼庫，產(chǎn)生了 144 個(gè)可區(qū)分的條碼，展示了我們編碼策略的強(qiáng)大編碼能力，并表明其在大規(guī)模多重檢測方面的潛力巨大。此外，QDs 編碼的條形碼在五種常見過敏原的多重檢測中表現(xiàn)出良好的性能。

gens (LOD: 0.01–0.02 IU mL-1)。我們的概念驗(yàn)證工作為構(gòu)建高容量多路復(fù)用平臺(tái)提供了更大的可訪問性，迄今為止，該平臺(tái)的標(biāo)志是減少了大量技術(shù)和經(jīng)濟(jì)障礙，例如不可預(yù)測的條碼信號(hào)、有限的條碼數(shù)量以及大量實(shí)驗(yàn)迭代的需要.此外，我們希望本文提供的結(jié)果將有助于解決使用多色熒光團(tuán)混合物的其他應(yīng)用中的能量轉(zhuǎn)移問題的通用解決方案。還需要注意的是，如果我們能夠進(jìn)一步提高非特異性生物污染抑制、生物分子的定向固定和開發(fā)“即時(shí)護(hù)理”診斷，基于編碼微球的懸浮陣列將更加強(qiáng)大和穩(wěn)健平臺(tái)。

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