新型“磁包金”金磁納米粒子免疫層析試紙條定量檢測(cè)血清中的人絨毛膜促性腺激素

張燚　郝良文　沈軒昂　江湖　黃小林　熊勇華

摘 要 將油酸修飾的氧化鐵納米粒子（Oleic acid coated iron oxide nanoparticles， OC-IONPs）與油胺修飾的金納米粒子（Oleylamine-coated gold nanoparticles， OA-AuNPs）通過乳液自組裝法共封裝在聚合物基質(zhì)中， 合成了具有“磁包金”核殼異質(zhì)結(jié)構(gòu)的新型金磁納米粒子（Magnetic coated gold nanoparticles， MGNPs）。由于OA-AuNPs聚集在內(nèi)核， OC-IONPs分布于外殼， 有效避免了OA-AuNPs的磁屏蔽效應(yīng)， 相較于傳統(tǒng)“金包磁”型納米結(jié)構(gòu)， 此MGNPs具有高的磁飽和強(qiáng)度（為初始氧化鐵納米粒子的80%）和強(qiáng)的吸光度（為傳統(tǒng)30 nm膠體金納米粒子的12.5倍）。進(jìn)一步以此MGNPs為免疫層析（Immunochromatographic assay， ICA）的新型雙功能標(biāo)記探針， 以人絨毛膜促性腺激素（Human chorionic gonadotropin， HCG）為模型檢測(cè)物， 建立了高靈敏檢測(cè)人血清中HCG的免疫層析方法（MGNPs-ICA）。本研究所構(gòu)建的試紙條定量檢測(cè)人血清中HCG的線性范圍為0.97～250 mIU/mL（y=0.2561lnx-0.0429， R2=0.9816）， 檢出限為0.97 mIU/mL; 試紙條的批內(nèi)及批間回收率為93.7%～109.1%， 相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差小于14.3%; 特異性實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明， 本方法僅對(duì)目標(biāo)物HCG有顯著的信號(hào)響應(yīng)。本方法檢測(cè)結(jié)果與化學(xué)發(fā)光免疫分析（Chemiluminescence immunoassay， CLIA）結(jié)果具有較好的一致性（y=1.11x + 14.71， R2=0.958）， 但在檢測(cè)時(shí)間、成本和便攜性方面具有明顯優(yōu)勢(shì)。本研究合成的MGNPs具有優(yōu)異的磁學(xué)性能和良好的光學(xué)傳感性能， 能夠顯著改善免疫層析平臺(tái)的檢測(cè)性能。

關(guān)鍵詞 磁包金納米粒子; 免疫層析試紙條; 人絨毛膜促性腺激素; 定量檢測(cè)

1 引 言

生物標(biāo)記物是客觀評(píng)估生物過程、致病過程或治療干預(yù)的重要指標(biāo)[1，2]。定性和定量檢測(cè)血液和尿液等體液中的生物標(biāo)記物對(duì)疾病臨床診斷具有重要的意義[3，4]。膠體金免疫層析技術(shù)（Gold nanoparticle based immunochromatographic assay， AuNP-ICA）結(jié)合了免疫標(biāo)記與層析技術(shù)的優(yōu)勢(shì)， 具有檢測(cè)速度快、操作簡(jiǎn)單及價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)， 是目前臨床上應(yīng)用最為廣泛的即時(shí)檢測(cè)技術(shù)之一[5～7]。但是， 該方法對(duì)于檢測(cè)成分復(fù)雜的樣本， 常會(huì)因樣品的基質(zhì)干擾問題， 導(dǎo)致檢測(cè)的靈敏度及準(zhǔn)確性下降， 甚至出現(xiàn)假陰性或假陽(yáng)性的結(jié)果。免疫磁分離技術(shù)（Immuno-magnetic separation， IMS）通過磁介導(dǎo)的方式可以從復(fù)雜基質(zhì)中分離和濃縮目標(biāo)分析物， 顯著提高ICA方法的檢測(cè)靈敏度和準(zhǔn)確性[8，9]。但是， 傳統(tǒng)的磁性納米粒子（Magnetic nanoparticles， MNPs）的摩爾消光系數(shù)遠(yuǎn)低于AuNPs的摩爾消光系數(shù)， 難以提高ICA的檢測(cè)靈敏度。

金磁雙功能納米材料由于兼具M(jìn)NPs以及AuNPs磁、光雙重優(yōu)勢(shì)， 近年來(lái)被廣泛應(yīng)用于生物標(biāo)記、生物成像、生物分離以及檢測(cè)等領(lǐng)域[10～12]。其中基于金磁納米材料的ICA已廣泛應(yīng)用于多種分析物檢測(cè)， 如沙門氏菌[13]、黃曲霉毒素B2[14]、寡核苷酸多態(tài)性[15]、磺胺二甲嘧啶[16]等。然而， 上述金磁納米材料多呈“金包磁”的納米結(jié)構(gòu)。該類材料因AuNPs的強(qiáng)磁屏蔽效應(yīng)， 導(dǎo)致其磁響應(yīng)能力極大下降[17，18]。本研究組的前期工作顯示， 以磁性材料為金納米材料的外殼， 形成一種“磁包金”核殼異質(zhì)結(jié)構(gòu)的納米材料（Magnetic coated gold nanoparticles， MGNPs）， 可有效避免金納米材料對(duì)磁性材料的屏蔽效應(yīng); 此外， 通過增加金納米材料在“磁包金”復(fù)合納米材料中的質(zhì)量百分比， 可以極大地提高M(jìn)GNPs的光學(xué)活性， 進(jìn)而提高ICA的檢測(cè)靈敏度[19]。據(jù)此， 本研究通過乳液自組裝法將油酸化的氧化鐵納米粒子（Oleic acid coated iron oxide nanoparticles， OC-IONPs）與油胺化的金納米粒子（Oleylamine-coated gold nanoparticles， OA-AuNPs）共封裝在聚（馬來(lái)酸酐-alt-1-十八碳烯）（PMAO）中， 利用OC-IONPs及OA-AuNPs與PMAO的溶解性差異， 基于相分離原理合成了一種“磁包金”核殼異質(zhì)結(jié)構(gòu)的新型金磁納米粒子（MGNPs）雙功能材料。人絨膜促性腺激素（Human chorionic gonadotropin， HCG）是一種由胎盤滋養(yǎng)細(xì)胞產(chǎn)生的糖蛋白激素， 是妊娠診斷的常見生物標(biāo)志物[20，21]。此外， 某些其它的疾病也會(huì)產(chǎn)生HCG， 例如異位妊娠[22]和非滋養(yǎng)細(xì)胞腫瘤[23]（如生殖細(xì)胞腫瘤）等。本研究以新型MGNPs為ICA的標(biāo)記探針， 以HCG為檢測(cè)物模型， 構(gòu)建了檢測(cè)血清中HCG的ICA方法。

2 實(shí)驗(yàn)部分

2.1 儀器與試劑

XYZ3000型點(diǎn)膜儀、自動(dòng)切條儀（金標(biāo)生物科技公司）; 電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱、紫外-可見分光光度計(jì)（上海?，攲?shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司）; JEOL JEM 2100型高分辨率透射電鏡（日本電子株式會(huì)社）; ZEN3700納米粒度及電位分析儀（英國(guó)馬爾文公司）; GIC-S2011-S2型金標(biāo)免疫層析讀數(shù)儀（蘇州和邁精密儀器有限公司）。

硝酸纖維素（NC）膜、樣品墊、吸水紙及PVC底板（美國(guó)Millipore公司）; HCG標(biāo)準(zhǔn)品、HCG-α單克隆抗體、HCG-β單克隆抗體、羊抗鼠二抗（重慶欣源佳和生物科技有限公司）; 人血清（索萊寶公司）; 牛血清白蛋白、PMAO、十二烷基磺酸鈉（Sodium dodecyl sulfonate， SDS）、氯金酸（Sigma公司）; 其它試劑均為分析純。

2.2 實(shí)驗(yàn)方法

2.2.1 MGNPs的合成 OA-AuNPs[24]及OC-IONPs[25]參照文獻(xiàn)方法合成。MGNPs的合成按本研究組已報(bào)道的方法[19]并略作改進(jìn)。首先， 將5 mg PMAO、7 mg OA-AuNPs和3 mg OC-IONPs混合溶于100 μL氯仿， 然后將氯仿溶液加入250 μL SDS溶液（2 mg/mL）中充分混勻， 超聲乳化2 min （功率76.8 W， 工作5 s， 暫停10 s）， 所得的細(xì)乳液于60℃下蒸發(fā)4 h， 隨后以13500 r/min離心15 min以分離MGNPs， 將MGNPs用超純水洗滌3次， 重懸于pH=10的超純水中， 水解MGNPs表面PMAO的酸酐24 h， 離心收集羧基化MGNPs， 重懸于1 mL超純水中。

2.2.2 檢測(cè)探針（MGNP@HCG-β-mAbs）的制備 采用1-（3-二甲氨基丙基）-3-乙基碳二亞胺（EDC）介導(dǎo)的共價(jià)偶聯(lián)法制備MGNP@HCG-β。具體過程為：將10 μL MGNPs（12 mg/mL）和2 μL HCG-β-mAbs （3 mg/mL）加入到200 μL 0.01 mol/L磷酸鹽緩沖液（PB， pH=7.4）中， 靜電吸附30 min后， 加入10 μg EDC進(jìn)行偶聯(lián)， 反應(yīng)30 min后， 加入100 μL （10 mg/mL）BSA封閉MGNPs表面多余位點(diǎn)， 13500 r/min離心15 min， 棄上清液， 沉淀重懸于50 μL含25%蔗糖、1% BSA和0.1% NaN3的溶液中， 即得到檢測(cè)探針MGNPs@HCG-β-mAbs。

2.2.3 免疫層析試紙條的制備 將1 mg/mL HCG-α-mAbs和1 mg/mL羊抗鼠二抗以0.74 μL/cm的速度分別噴涂于NC膜上作為試紙條的檢測(cè)線（T線）和質(zhì)控線（C線）， 37℃干燥12 h。將NC膜、樣本墊及吸水紙依次貼在PVC底板上， 切割成寬3.9 mm的小條， 置于卡殼中， 干燥環(huán)境中保存， 備用。

2.2.4 免疫層析試紙條定量檢測(cè)HCG 檢測(cè)流程如圖1所示。將2 μL MGNPs@HCG-β-mAbs加入350 μL人血清樣品中， 室溫孵育5 min， 磁性分離， 棄上清液， 隨后加入70 μL PB緩沖液重懸MGNPs@HCG-β-mAbs， 將混合液滴加至試紙條加樣孔中， 孵育10 min， 用膠體金讀取儀讀取試紙條ODT/ODC值（T線與C線的吸光度比值）， 根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線計(jì)算血清中HCG含量。C線為質(zhì)控線， 若C線無(wú)顯色讀值， 則判定檢測(cè)結(jié)果無(wú)效。

2.2.5 免疫反應(yīng)動(dòng)力學(xué)分析 根據(jù)免疫反應(yīng)動(dòng)力學(xué)確定試紙條定量檢測(cè)HCG的最佳判讀時(shí)間。將2 μL MGNPs@HCG-β-mAbs與350 μL血清樣品（濃度分別為7.8、15.6和31.25 mIU/mL， 1 mIU/mL可換算為0.375 ng/mL）室溫孵育反應(yīng)5 min， 磁性分離， 將MGNPs@HCG-β-mAbs復(fù)溶于70 μL PB緩沖液中， 用膠體金讀取儀每隔30 s記錄試紙條ODT/ODC值， 連續(xù)監(jiān)測(cè) 30 min。以反應(yīng)時(shí)間為橫坐標(biāo)， ODT/ODC值為縱坐標(biāo)， 繪制免疫反應(yīng)動(dòng)力學(xué)曲線， 以O(shè)DT/ODC值進(jìn)入穩(wěn)定期為試紙條定量檢測(cè)HCG的最佳讀取時(shí)間。

2.2.6 定量檢測(cè)血清中HCG的標(biāo)準(zhǔn)曲線 將HCG標(biāo)準(zhǔn)品加入到HCG陰性血清中， 配制HCG終濃度為0.24～2000 mIU/mL的血清標(biāo)準(zhǔn)溶液， 按2.2.4節(jié)進(jìn)行磁性富集和試紙條檢測(cè)， 10 min后讀取試紙條ODT/ODC值， 各濃度樣本重復(fù)檢測(cè)3次。以HCG濃度對(duì)數(shù)值為橫坐標(biāo)， ODT/ODC值為縱坐標(biāo)， 繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。

2.2.7 免疫層析試紙條性能評(píng)價(jià) 試紙條檢測(cè)血清HCG的特異性通過分析試紙條對(duì)血清中常見8種生物標(biāo)志物的交叉反應(yīng)進(jìn)行評(píng)價(jià)。8種常見生物標(biāo)志物包括：甲胎蛋白（AFP）、癌胚抗原（CEA）、C反應(yīng)蛋白（CRP）、降鈣素原（PCT）、卵泡刺激素（FSH）、丙型肝炎抗原（HCV）、乙肝表面抗原（HBsAg）， 葡萄糖（Glu）和N-乙酰神經(jīng)氨酸（Neu5Ac）。其中， FSH的α亞基與HCG序列相似， 為HCG結(jié)構(gòu)類似物， 其它為血清中常見疾病生物標(biāo)志物。

試紙條的精密性和準(zhǔn)確性通過批內(nèi)及批間的加標(biāo)回收實(shí)驗(yàn)進(jìn)行評(píng)價(jià)。取HCG陰性血清樣品， 分別添加HCG至終濃度為7.8、15.6和31.25 mIU/mL。批內(nèi)分析為同一天內(nèi)重復(fù)測(cè)定4次， 批間分析為連續(xù)測(cè)定3天， 每個(gè)濃度重復(fù)測(cè)定4次， 計(jì)算試紙條檢測(cè)HCG的批內(nèi)和批間加標(biāo)回收率及相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD）。

試紙條的實(shí)用性和可靠性通過與商業(yè)化學(xué)發(fā)光免疫分析（CLIA）試劑盒檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行相關(guān)性分析進(jìn)行評(píng)價(jià)。取HCG陰性血清樣品， 隨機(jī)添加HCG至終濃度為20～2500 mIU/mL， 制備24份HCG陽(yáng)性樣本， 同時(shí)采用本試紙條和商業(yè)化CLIA試劑盒進(jìn)行檢測(cè)， 每個(gè)濃度重復(fù)測(cè)定3次。

3 結(jié)果與討論

3.1 MGNPs的表征

采用乳液自組裝法合成MGNPs。高分辨電子顯微鏡（TEM）圖（圖2A）顯示， MGNPs呈現(xiàn)近球形， 具有典型的核殼異質(zhì)結(jié)構(gòu)， 粒徑約為265 nm。動(dòng)態(tài)光散射測(cè)定結(jié)果（圖2B）顯示， MGNPs的平均水化粒徑為285 nm。由于OA-AuNPs在TEM成像中較 OC-IONPs具有更高的對(duì)比度， 因此MGNPs核心部位的暗點(diǎn)為OA-AuNPs， 殼層部位為OC-IONPs， 表現(xiàn)為典型的“磁包金”核殼納米結(jié)構(gòu)。此結(jié)構(gòu)的形成主要是由于OA-AuNPs和OC-IONPs在聚合物PMAO中的溶解度差異以及疏水作用力， 從而驅(qū)動(dòng)OA-AuNPs和OC-IONPs在微球中實(shí)現(xiàn)了定向分布。

使用磁性能測(cè)量系統(tǒng)測(cè)量MGNPs的飽和磁化強(qiáng)度表征。由圖3A可知， MGNPs的飽和磁化強(qiáng)度為28.1 emu/g， 為OC-IONPs（41.5 emu/g）的80%。MGNPs優(yōu)異的磁學(xué)性能可能是因?yàn)镺A-AuNPs優(yōu)先聚集成核， 占據(jù)了MGNPs的內(nèi)部空間， 使OC-IONPs主要分布在MGNPs的外殼層。外殼層的OC-IONPs有效規(guī)避了OA-AuNPs的磁屏蔽效應(yīng)， 從而極大地保留了OC-IONPs的磁學(xué)特性。為了探究MGNPs材料的光學(xué)特性以及對(duì)試紙條顯色的貢獻(xiàn)率， 進(jìn)一步將等摩爾濃度的MGPNs和AuNPs（30 nm）噴涂在試紙條的NC膜上， 用膠體金讀取儀讀取其吸光值， 結(jié)果如圖3B所示。在相同濃度（30 pmol/L）下， MGNPs在試紙條上的吸光值達(dá)到343.7， 比30 nm AuNPs高約12.5倍。MGNPs優(yōu)越的光學(xué)特性得益于微球中包埋了大量的OA-AuNPs。綜上， 本研究合成的“磁包金”核殼結(jié)構(gòu)的MGNPs具有優(yōu)異的磁學(xué)以及光學(xué)特性， 可以作為磁分離的載體以及試紙條的信號(hào)輸出探針， 提高試紙條的檢測(cè)靈敏度。

3.2 MGNPs表面抗體標(biāo)記量的優(yōu)化

MGNPs表面標(biāo)記的HCG-β-mAbs量過少， 會(huì)影響探針對(duì)HCG的捕獲效率， 而標(biāo)記的HCG-β-mAbs過量， 會(huì)在MGNPs表面產(chǎn)生位阻效應(yīng)， 反而導(dǎo)致HCG的捕獲量降低。為了獲得具有最佳活性的MGNPs@HCG-β-mAbs， 本研究進(jìn)一步優(yōu)化了MGNPs表面的抗體標(biāo)記量。如圖4所示， 當(dāng)MGNPs微球表面抗體標(biāo)記量從12.5 μg/mg增加至50 μg/mg時(shí)， 試紙條T線顯色強(qiáng)度從606增加至963; 但是， 隨著抗體標(biāo)記量的進(jìn)一步增加， 試紙條T線顯色強(qiáng)度反而呈下降趨勢(shì)。因此， 選擇每毫克MGNBs標(biāo)記50 μg HCG-β-mAbs為最佳標(biāo)記量。

3.3 免疫層析試紙條參數(shù)的優(yōu)化

進(jìn)一步優(yōu)化了試紙條T線HCG-α-mAbs噴涂濃度和MGNPs@HCG-β-mAbs檢測(cè)探針用量。如圖5A所示， 隨著HCG-α-mAbs噴涂濃度增加， 試紙條T線顯色強(qiáng)度逐漸增強(qiáng)， 當(dāng)T線HCG-α-mAbs噴涂量為1.0 mg/mL時(shí)，? T線信號(hào)值趨于飽和。為了能夠獲得更寬的HCG檢測(cè)線性范圍， 避免過早出現(xiàn)“Hook”效應(yīng)， 選擇T線噴涂HCG-α-mAbs濃度為 2.0 mg/mL。進(jìn)一步優(yōu)化了MGNPs@HCG-β-mAbs探針用量， 結(jié)果如圖5B所示。當(dāng)每張?jiān)嚰垪lMGNPs@HCG-β-mAbs探針用量為2 μL時(shí)， T線顯色信號(hào)趨于飽和， 因此選擇單張?jiān)嚰垪l的探針用量為2 μL。

為了提高試紙條定量的準(zhǔn)確度和重現(xiàn)性， 以試紙條ODT/ODC隨免疫反應(yīng)時(shí)間變化繪制免疫動(dòng)力學(xué)曲線， 通過免疫動(dòng)力學(xué)曲線確定了試紙條定量檢測(cè)HCG的最佳判讀時(shí)間， 結(jié)果如圖5C所示。隨著免疫反應(yīng)時(shí)間延長(zhǎng)， 試紙條ODT/ODC比值逐漸降低， 10 min后即趨于穩(wěn)定， 因此確定加樣后10 min為試紙條定量檢測(cè)的判讀時(shí)間。

3.4 試紙條定量檢測(cè)HCG的標(biāo)準(zhǔn)曲線

在最佳條件下， 采用制備的免疫層析試紙條檢測(cè)含不同濃度HCG的血清樣本。以HCG濃度的對(duì)數(shù)值為橫坐標(biāo)， ODT/ODC值為縱坐標(biāo)， 繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。如圖6B所示， 當(dāng)血清中HCG濃度從0.97 mIU/mL增加至250 mIU/mL時(shí)， 試紙條ODT/ODC值與HCG濃度對(duì)數(shù)值呈良好的線性關(guān)系：y=0.256lnx-0.0429（R2=0.9816）， 其中， x為HCG濃度， y為ODT/ODC值。當(dāng)血清中HCG濃度低于0.97 mIU/mL時(shí)， 試紙條T線吸光值為零， 因此確定試紙條檢測(cè)血清中HCG的檢出限為0.97 mIU/mL。由圖6A可知， 當(dāng)血清中HCG濃度大于1000 mIU/mL時(shí)， ODT/ODC值呈下降趨勢(shì)， 試紙條有可能出現(xiàn)“Hook”效應(yīng)。因此， 當(dāng)采用試紙條檢測(cè)超高濃度的HCG時(shí)， 需將樣本進(jìn)行恰當(dāng)稀釋后進(jìn)行檢測(cè)。

3.5 試紙條的選擇性和精密度

試紙條的特異性通過其與血清中其它常見生物標(biāo)志物的交叉反應(yīng)性進(jìn)行評(píng)價(jià)。如圖7所示， 當(dāng)血清中FSH及Neu5Ac的濃度為1000 mIU/mL， AFP、CEA、PCT、CRP、HCV、Glue以及HBsAg的濃度為1 μg/mL， 試紙條T線上幾乎無(wú)信號(hào)響應(yīng)， 試紙條ODT/ODC值為零; 而血清中HCG濃度僅為62.5 mIU/mL， 試紙條ODT/ODC值達(dá)到1.086值， 表明試紙條對(duì)HCG具有高度的選擇性， 可用于血清中HCG的特異性檢測(cè)。

在血清中分別添加7.8、15.6 和31.25 mIU/mL的HCG， 每個(gè)濃度重復(fù)檢測(cè)3次， 結(jié)果如表1所示， 批內(nèi)及批間回收率為93.7%～109.1%， RSD均低于14.3%， 表明MGNPs-ICA試紙條檢測(cè)血清HCG具有較好的準(zhǔn)確性和精密度。

3.6 實(shí)際樣品分析

進(jìn)一步評(píng)價(jià)了MGNPs-ICA試紙條檢測(cè)臨床實(shí)際樣品的準(zhǔn)確率及可靠性。從江西省人民醫(yī)院收集了24例HCG陽(yáng)性血清樣品， 實(shí)驗(yàn)經(jīng)過醫(yī)院倫理委員會(huì)批準(zhǔn)， 患者均知情同意。使用本研究制備的試紙條以及市售CLIA試劑盒檢測(cè)， 兩種方法檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行相關(guān)性分析。如圖8所示， 兩種方法檢測(cè)血清樣品中HCG具有良好的一致性， 表明MGNPs-ICA試紙條檢測(cè)實(shí)際樣本中HCG具有較好的實(shí)用性和可靠性， 可望用于臨床血清樣品中HCG的快速檢測(cè)。相較于傳統(tǒng)CLIA試劑盒， 本研究制備的試紙條在檢測(cè)時(shí)間、 成本和便攜性方面具有明顯優(yōu)勢(shì)。

4 結(jié) 論

采用乳液自組裝法成功合成了具有“磁包金”核殼結(jié)構(gòu)的新型雙功能納米粒子。相比于傳統(tǒng)的“金包磁”納米粒子， “磁包金”雙功能納米粒子的磁性組分（OC-IONPs）分布在微球的殼層， 從而有效地避免了AuNPs對(duì)磁性材料的磁屏蔽效應(yīng)。此新型材料展示出較好的磁學(xué)特性（磁飽和強(qiáng)度為OC-IONPs的80%）和較優(yōu)異的光學(xué)強(qiáng)度（在試紙條上的光信號(hào)強(qiáng)度為30 nm膠體金的12.5倍）。進(jìn)一步以MGNBs為新型雙功能標(biāo)記探針， 建立了高靈敏檢測(cè)血清中HCG的免疫層析新方法。MGNBs結(jié)合了磁性材料的富集、純化優(yōu)勢(shì)， 同時(shí)又有較好的光學(xué)靈敏度， 檢測(cè)血清中HCG靈敏度達(dá)到0.97 mIU/mL， 且檢測(cè)臨床實(shí)際樣本的結(jié)果與商業(yè)化CLIA方法具有較好的一致性， 表明此新型“磁包金”良好的實(shí)用性。

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Novel Magnet-coated Gold Nanoparticles-based

Immunochromatographic Strip for Quantitative Detection

of Human Chorionic Gonadotropin in Serum

ZHANG Yi1，? HAO Liang-Wen2，3，? SHEN Xuan-Ang1，

JIANG Hu2，3，? HUANG Xiao-Lin1，2，3，? XIONG Yong-Hua*1，2，3

1（School of Food Science，? Nanchang University，? Nanchang 330031，? China）

2（State Key Laboratory of Food Science and Technology，? Nanchang University，? Nanchang 330047，? China）

3（Jiangxi-OAI Joint Research Institute，? Nanchang University，? Nanchang 330047，? China）

Abstract A facile emulsion self-assembly strategy by co-assembling oleylamine-coated gold nanoparticles （OA-AuNPs） with oleic acid-coated iron oxide nanoparticles （OC-IONPs） into polymer nanobeads to form magnetic coated gold nanoparticles （MGNPs） was reported. The synthesized MGNPs exhibited a typical "magnetic-coated gold" core-shell heterostructure. Due to that OA-AuNPs aggregated in core and OC-IONPs assembled in shell，? the magnetic shielding effect of OA-AuNPs was effectively avoided. Therefore，? compared with the traditional "gold-coated magnetic" nanostructures，? the MGNPs synthesized here had higher magnetic saturation intensity （80% of OC-IONPs） and strong absorbance （12.5 times that of the traditional 30 nm colloidal gold nanoparticles）. By using MGNPs as the dual-function labeled probe and human chorionic gonadotropin （HCG） as a model biomarker，? a highly sensitive immunochromatographic method （MGNPs-ICA） for detecting biomarkers in human serum was established. The results showed that the linear range of the MGNPs-ICA strip for quantitative detection of HCG in human serum was 0.97-250 mIU/mL，? and the linear regression equation was y=0.2561lnx-0.0429 （R2=0.9816）. The detection limit was 0.97 mIU/mL. The intra-and inter-assay recoveries for HCG spiked serum were 93.7%-109.1%，? and the coefficient of variation was less than 14.3%. The specific experimental results showed that the method only showed a significant signal response to target HCG. In addition，? the results of this method were in good agreement with those of chemiluminescence immunoassay （CLIA）. Compared with CLIA method，? MGNPs-ICA method had significant advantages in detection time，? cost and portability. In a word，? the as-prepared MGNPs had excellent magnetic properties and strong optical sensing ability，? and could significantly improve the detection performance of ICA platform.

Keywords Magnetic coated gold nanoparticles; Immunochromatographic strip; Human chorionic gonadotropin; Quantitative detection

（Received 1 June 2020; Received 25 September 2020）

This work was supported by the National Key Research and Development Program of China （No. 2018YFC1602505）.

2020-06-01收稿; 2020-09-25接收

本文系“十三五”科技部重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃專項(xiàng)項(xiàng)目（No. 2018YFC1602505）資助

* E-mail： yhxiongchen@163.com