量子点问鼎诺奖啦！推荐一个量子点互作仪器
2023年诺贝尔化学奖颁发给了在发现和合成量子点（quantum dots）方面作出杰出贡献的三位科学家。
获得2023年诺贝尔化学奖的三位科学家。
量子点是一种纳米级别的半导体材料，它具有限制电子和电子空穴（electron hole）的特性。当对这种纳米半导体材料施加一定的电场或光压时，它们会发出特定频率的光，而这个光的频率会随着量子点的尺寸的改变而变化。由于量子点具有宽的激发谱和窄的发射谱以及良好的光稳定性，它们可以替代荧光染料，对生物体或者分子进行标记。目前，量子点已广泛应用于生命科学的诊断和检测领域，也可以在表面修饰后用于药物载体。
量子点一旦被用到生命科学领域，就需要研究其在生物功能方面的表现，而分析量子点与生物分子互作就是最基本的研究手段。比如量子点与抗体/抗原的检测，以及量子点与各种蛋白、药物的相互作用。由于量子点可以在octet® 非标记分子互作系统的传感器表面产生较高的密度，从而产生较大的生物层干涉（bli）信号，因此octet®非常适合用于检测量子点的分子互作。
接下来，让我们通过几个案例来进一步了解：
案例1首都医科大学
量子点的生物安全性[1]
了解量子点的血液相容性是评估其生物安全性的重要环节之一。量子点能够通过延长凝血活酶和凝血酶原的活化时间，以及改变凝血和纤维蛋白溶解因子的表达水平，从而诱导凝血平衡紊乱。当量子点与凝血和纤维蛋白溶解系统中的相关蛋白，如ptm（凝血酶原）、plg（纤溶酶原）和fib（纤维蛋白原）接触时，它们会通过氢键和疏水相互作用形成量子点-蛋白偶联物，这会诱导ptm、plg和fib的静态荧光猝灭，并改变它们的构象结构。量子点与ptm，plg和fib活性位点的结合可能会促进蛋白质的活化，从而干扰止血和纤维蛋白溶解过程。
图1.octet® 互作测试发现：量子点与ptm，plg和fib有非常强的结合
案例2武汉病毒所
量子点与生物医药[2]
包裹无机纳米颗粒的病毒是一种新型的纳米结构，它在病毒疫苗和生物传感器中都有应用。本研究通过冷冻电镜等实验手段发现，当存在量子点（qd）时，猿猴病毒40（sv40）的主要衣壳蛋白1（vp1）能够在解离缓冲液中组装成约25nm的衣壳，而且量子点被包裹在sv40的衣壳内部。通过使用octet®非标记分子互作系统确定qd与sv40 vp1蛋白之间存在很强的亲和力（kd= 2.19e-10 m），这在sv40病毒衣壳的qd包裹过程中起到了关键作用。这项研究为我们理解sv40病毒基纳米粒子与量子点的组装机质提供了新的认识，可能有助于其他类似的病毒基纳米粒子的设计和构建。
图2.octet® 测试：基线（0-120秒），vp1五聚体固化（120-720秒），基线（720-840秒），量子点结合（840-1740秒）和量子点解离（1740-3540秒）；传感器a2-g2分别表示100 nm，50 nm，25 nm，12.5 nm，6.25 nm，3.125 nm和0 nm的量子点浓度（蓝色曲线表示量子点与传感器没有非特异性结合）；计算获得kd= 2.19e-10 m
案例3南昌大学
量子点与残留物检测[3]
本文建立了一种新型的竞争荧光联免疫吸附测定法（dcflisa），用于超灵敏地检测赭曲霉毒素a（ota）。使用量子点（qb）的大尺寸聚合物作为竞争抗原的载体，并通过控制qb表面抗原偶联量来调节其与抗体的亲和力。通过使用octet®测试，发现竞争qb抗原与抗体的最佳亲和力需要降低到μm级别的kd值才能获得良好的灵敏度。在最佳检测参数下，开发的dcflisa能够在0.05 pg/ml至1.56 pg/ml的范围内动态线性地检测ota，这比基于过氧化物酶标记的常规竞争酶联免疫吸附测定法（dcelisa）的灵敏度（0.24 ng/ml）高出3个数量级，并且准确度高，与其他霉菌毒素没有交叉反应。这种方法为食品质量控制、环境监测以及临床诊断中的痕量小分子高灵敏度检测提供了一种新的途径。
图3.左图为octet® 检测的不同抗原包被量的量子点与抗体的亲和力，右图为dcflisa方法的检测曲线；发现qb:抗原摩尔比为1:10，亲和力为μm级别的灵敏度最高。
案例4苏州大学
量子点的生物功能[4]
石墨烯量子点（gqds）是一种重要的新型碳纳米材料，由于其在生物医学领域的巨大应用潜力而受到广泛关注。泛素是一种在蛋白质降解途径中起关键作用的蛋白质。本研究使用octet® 发现，泛素和gqd之间存在高结合亲和力。通过核磁共振（nmr）波谱明确确定了残基水平上的泛素-gqds相互作用位点，其中大多数位于β片区域附近。通过鉴定和表征这些关键地结合位点，我们对蛋白质与gqds地相互作用有了更深入地理解，这可能为使用石墨烯纳米材料进行安全设计和开发潜在应用铺平道路。
图4.octet® 检测gqds与泛素的亲和力，kd值为19nm
量子点被誉为“人造原子”，在过去的几十年里，它已经广泛应用于我们生活的各个领域。因此，量子点的研究获得诺贝尔奖是预料之中的事情。我们期待在octet® 这个强大的分子互作工具的帮助下，量子点在生物医药和诊断领域能够发挥更大的作用。
使用octet® 非标记分子互作系统的优势？
非标记direct binding是趋势，结果更准确
快速测定亲和力，更加定量化地表征分子互作
无洗涤步骤，可测弱亲和力（解离快）
写入了美国药典，文章多，认可度广
万金油技术，可以用与检测dna，小分子，蛋白质等各种生物分子；比如这次的介绍主要是检测纳米颗粒
操作简便，耗材及维护成本低
-参考文献-
[1] a novel insight into mechanism of derangement of coagulation balance: interactions of quantum dots with coagulation-related proteins. particle and fibre toxicology volume 19, article number: 17 (2022)
[2] quantum dot-induced viral capsid assembling in dissociation buffer. international journal of nanomedicine volume 8, 2013 - issue
[3] ultrasensitive direct competitive flisa using highly luminescent quantum dot beads for tuning affinity of competing antigens to antibodies.analytica chimica acta,volume 972, 15 june 2017, pages 94-101
[4] understanding the graphene quantum dots-ubiquitin interaction by identifying the interaction sites. carbon,volume 121, september 2017, pages 285-291
单细胞铺板新选择
硬质无机纤维喷涂棉施工基面处置
红豆熟化设备用什么能保证营养不流失
山藤藤秧的功效与作用
安盾测温门
量子点问鼎诺奖啦！推荐一个量子点互作仪器
使用粒子计数器的注意事项有哪些?
制作立式金属罐有哪些标准？
德国力士乐REXROTH控制器4we 10 m50系列的常见种类
复合式高速排气阀的主要特点及作用原理
浅述精密数控车床的对刀方法
如何从柱效、选择性和保留因子三方面提高液相色谱的分离度？
RO膜与超滤膜有哪些区别
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什么是温度冲击循环试验
病毒灭活试验通常采用这两种方法
全自动自清洗过滤器特性怎样
德国AVENTICS安沃驰压力调节阀技术资料
空气中非甲烷总烃的含量测定
变压器容量及损耗测试仪拥有哪些特征你知道吗？
获得2023年诺贝尔化学奖的三位科学家。
量子点是一种纳米级别的半导体材料，它具有限制电子和电子空穴（electron hole）的特性。当对这种纳米半导体材料施加一定的电场或光压时，它们会发出特定频率的光，而这个光的频率会随着量子点的尺寸的改变而变化。由于量子点具有宽的激发谱和窄的发射谱以及良好的光稳定性，它们可以替代荧光染料，对生物体或者分子进行标记。目前，量子点已广泛应用于生命科学的诊断和检测领域，也可以在表面修饰后用于药物载体。
量子点一旦被用到生命科学领域，就需要研究其在生物功能方面的表现，而分析量子点与生物分子互作就是最基本的研究手段。比如量子点与抗体/抗原的检测，以及量子点与各种蛋白、药物的相互作用。由于量子点可以在octet® 非标记分子互作系统的传感器表面产生较高的密度，从而产生较大的生物层干涉（bli）信号，因此octet®非常适合用于检测量子点的分子互作。
接下来，让我们通过几个案例来进一步了解：
案例1首都医科大学
量子点的生物安全性[1]
了解量子点的血液相容性是评估其生物安全性的重要环节之一。量子点能够通过延长凝血活酶和凝血酶原的活化时间，以及改变凝血和纤维蛋白溶解因子的表达水平，从而诱导凝血平衡紊乱。当量子点与凝血和纤维蛋白溶解系统中的相关蛋白，如ptm（凝血酶原）、plg（纤溶酶原）和fib（纤维蛋白原）接触时，它们会通过氢键和疏水相互作用形成量子点-蛋白偶联物，这会诱导ptm、plg和fib的静态荧光猝灭，并改变它们的构象结构。量子点与ptm，plg和fib活性位点的结合可能会促进蛋白质的活化，从而干扰止血和纤维蛋白溶解过程。
图1.octet® 互作测试发现：量子点与ptm，plg和fib有非常强的结合
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包裹无机纳米颗粒的病毒是一种新型的纳米结构，它在病毒疫苗和生物传感器中都有应用。本研究通过冷冻电镜等实验手段发现，当存在量子点（qd）时，猿猴病毒40（sv40）的主要衣壳蛋白1（vp1）能够在解离缓冲液中组装成约25nm的衣壳，而且量子点被包裹在sv40的衣壳内部。通过使用octet®非标记分子互作系统确定qd与sv40 vp1蛋白之间存在很强的亲和力（kd= 2.19e-10 m），这在sv40病毒衣壳的qd包裹过程中起到了关键作用。这项研究为我们理解sv40病毒基纳米粒子与量子点的组装机质提供了新的认识，可能有助于其他类似的病毒基纳米粒子的设计和构建。
图2.octet® 测试：基线（0-120秒），vp1五聚体固化（120-720秒），基线（720-840秒），量子点结合（840-1740秒）和量子点解离（1740-3540秒）；传感器a2-g2分别表示100 nm，50 nm，25 nm，12.5 nm，6.25 nm，3.125 nm和0 nm的量子点浓度（蓝色曲线表示量子点与传感器没有非特异性结合）；计算获得kd= 2.19e-10 m
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本文建立了一种新型的竞争荧光联免疫吸附测定法（dcflisa），用于超灵敏地检测赭曲霉毒素a（ota）。使用量子点（qb）的大尺寸聚合物作为竞争抗原的载体，并通过控制qb表面抗原偶联量来调节其与抗体的亲和力。通过使用octet®测试，发现竞争qb抗原与抗体的最佳亲和力需要降低到μm级别的kd值才能获得良好的灵敏度。在最佳检测参数下，开发的dcflisa能够在0.05 pg/ml至1.56 pg/ml的范围内动态线性地检测ota，这比基于过氧化物酶标记的常规竞争酶联免疫吸附测定法（dcelisa）的灵敏度（0.24 ng/ml）高出3个数量级，并且准确度高，与其他霉菌毒素没有交叉反应。这种方法为食品质量控制、环境监测以及临床诊断中的痕量小分子高灵敏度检测提供了一种新的途径。
图3.左图为octet® 检测的不同抗原包被量的量子点与抗体的亲和力，右图为dcflisa方法的检测曲线；发现qb:抗原摩尔比为1:10，亲和力为μm级别的灵敏度最高。
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量子点的生物功能[4]
石墨烯量子点（gqds）是一种重要的新型碳纳米材料，由于其在生物医学领域的巨大应用潜力而受到广泛关注。泛素是一种在蛋白质降解途径中起关键作用的蛋白质。本研究使用octet® 发现，泛素和gqd之间存在高结合亲和力。通过核磁共振（nmr）波谱明确确定了残基水平上的泛素-gqds相互作用位点，其中大多数位于β片区域附近。通过鉴定和表征这些关键地结合位点，我们对蛋白质与gqds地相互作用有了更深入地理解，这可能为使用石墨烯纳米材料进行安全设计和开发潜在应用铺平道路。
图4.octet® 检测gqds与泛素的亲和力，kd值为19nm
量子点被誉为“人造原子”，在过去的几十年里，它已经广泛应用于我们生活的各个领域。因此，量子点的研究获得诺贝尔奖是预料之中的事情。我们期待在octet® 这个强大的分子互作工具的帮助下，量子点在生物医药和诊断领域能够发挥更大的作用。
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-参考文献-
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[2] quantum dot-induced viral capsid assembling in dissociation buffer. international journal of nanomedicine volume 8, 2013 - issue
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[4] understanding the graphene quantum dots-ubiquitin interaction by identifying the interaction sites. carbon,volume 121, september 2017, pages 285-291
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