水相稳定钙钛矿量子点生物探针制备及其在胱抑素C免疫层析中的应用

陈志山; 朱宏强; 毛梓晴; 林紫依; 张绍安; 徐佳; 李战军; 李杨

doi:10.37188/CJL.20250278

您当前的位置：

首页 >

文章列表页 >

水相稳定钙钛矿量子点生物探针制备及其在胱抑素C免疫层析中的应用

特邀报告 | 更新时间：2026-04-14

- 水相稳定钙钛矿量子点生物探针制备及其在胱抑素C免疫层析中的应用
  增强出版
- Preparation of Water-stable Perovskite Quantum Dot Bioprobes and Their Application in Cystatin C Lateral Flow Immunoassay
- 发光学报 2026年47卷第3期页码：389-399
- 作者机构：
  
  1.广州医科大学生物医学工程学院，广东广州 511436
  2.宁波大学信息科学与工程学院，浙江宁波 315000
  3.宁波大学医学部，浙江宁波 315000
- 作者简介：
  
  [ "陈志山（1993-），男，广东汕尾人，博士，助理研究员，2024年于广州医科大学获得博士学位，主要从事荧光纳米材料体外检测方面的研究。 E-mail： zhishan_chen@qq.com" ]
  [ "朱宏强（2000-），男，江西赣州人，硕士研究生，2022年于广州医科大学获得学士学位，主要从事荧光纳米材料体外检测方面的研究。 Email： zhq000904@163.com" ]
  [ "毛梓晴（1999-），女，吉林通化人，硕士研究生，2022年于沈阳药科大学获得学士学位，主要从事荧光纳米材料体外检测方面的研究。Email： 798324431@qq.com" ]
  [ "李战军（1982-），男，河南安阳人，博士，教授，博士生导师，2013年于中国科学院大学获得博士学位，主要从事发光生物材料、光学诊断与治疗的研究。 E-mail： zhanjunli@gzhmu.edu.cn" ]
  [ "李杨（1984-），男，山东淄博人，博士，教授，博士生导师，2014年于华南理工大学获得博士学位，主要从事无机固体发光材料缺陷调控，特别是长余辉材料的设计、机理及应用的研究。 E-mail： lychris@sina.com" ]
- 基金信息：
  
  国家自然科学基金(52572173;52402192);广州市重点研发计划(2023B03J1239);宁波大学高级科学研究项目(GJPY2025010)
- DOI：10.37188/CJL.20250278
  中图分类号： O482.31
- CSTR：32170.14.CJL.20250278
- 收稿：2025-12-10，
  
  修回：2025-12-25，
  
  纸质出版：2026-03-25
- 稿件说明：
移动端阅览
陈志山,朱宏强,毛梓晴等.水相稳定钙钛矿量子点生物探针制备及其在胱抑素C免疫层析中的应用[J].发光学报,2026,47(03):389-399.

CHEN Zhishan,ZHU Hongqiang,MAO Ziqing,et al.Preparation of Water-stable Perovskite Quantum Dot Bioprobes and Their Application in Cystatin C Lateral Flow Immunoassay[J].Chinese Journal of Luminescence,2026,47(03):389-399.
陈志山,朱宏强,毛梓晴等.水相稳定钙钛矿量子点生物探针制备及其在胱抑素C免疫层析中的应用[J].发光学报,2026,47(03):389-399. DOI： 10.37188/CJL.20250278. CSTR： 32170.14.CJL.20250278.

CHEN Zhishan,ZHU Hongqiang,MAO Ziqing,et al.Preparation of Water-stable Perovskite Quantum Dot Bioprobes and Their Application in Cystatin C Lateral Flow Immunoassay[J].Chinese Journal of Luminescence,2026,47(03):389-399. DOI： 10.37188/CJL.20250278. CSTR： 32170.14.CJL.20250278.

摘要

胱抑素C（Cystatin C，Cys C）是评估与监测肾功能的重要生物标志物，也是肾脏疾病早期筛查与居家监测的关键指标之一。免疫层析具有操作简便、检测快速等优势，适用于Cys C的定量检测；然而，传统信号标签的亮度与稳定性受限，制约了检测性能的进一步提升。为此，本研究构建了一种具备优异水相稳定性的钙钛矿量子点荧光生物探针用于Cys C的免疫层析检测。以介孔二氧化硅（Mesoporous silica nanoparticles，MSNs）为载体，在孔道内原位生成CsPbBr

量子点的同时构筑SiO

封闭层，得到CsPbBr

@MSNs@SiO

探针，其兼具较高荧光量子产率（PLQY≈93%）与良好水相稳定性（

120 h）。基于该探针构建荧光免疫层析试纸条，实现了Cys C的快速定量检测，并表现出良好的特异性及浓度依赖的信号响应。本研究为肾功能相关标志物的居家与现场快速检测提供了一种亮度高、稳定性好的荧光标记策略，同时为金属卤化物钙钛矿量子点在生物分析与免疫层析检测中的应用拓展提供了新的思路与技术支撑。

Abstract

Cystatin C（Cys C） is an important biomarker for evaluating and monitoring renal function and is widely used for early screening of kidney disease. Fluorescent lateral flow immunoassay is a convenient approach for rapid and quantitative Cys C testing， yet its analytical performance is often constrained by the brightness and stability of convent

ional signal labels. Here， we report a water-stable perovskite quantum dot（PQD）-based fluorescent bioprobe for use in Cys C LFIA. Mesoporous silica nanoparticles（MSNs） were employed as nanocarriers， enabling

in situ

formation of CsPbBr

quantum dots within the mesopores while a SiO

sealing layer was simultaneously constructed. The resulting CsPbBr

@MSNs@SiO

probes exhibited high photoluminescence quantum yield（PLQY≈93%） and excellent water stability（

120 h）， providing robust signal output for LFIA readout. Based on this bioprobe， a fluorescent LFIA strip was fabricated for quantitative Cys C detection， demonstrating good specificity and a clear concentration-dependent response. This work offers a bright and water-stable labeling strategy for point-of-care testing of renal function-related biomarkers and expands the utility of metal halide PQDs in bioanalysis and LFIA-based diagnostics.

关键词

Keywords

references

STEVENS L A ， SCHMID C H ， GREENE T ， et al . Factors other than glomerular filtration rate affect serum cystatin C levels ［J］. Kidney Int. ， 2009 ， 75 （ 6 ）： 652 - 660 . doi: 10.1038/ki.2008.638 http://dx.doi.org/10.1038/ki.2008.638

HELMERSSON-KARLQVIST J ， LIPCSEY M ， ÄRNLÖV J ， et al . Cystatin C predicts long term mortality better than creatinine in a nationwide study of intensive care patients ［J］. Sci. Rep. ， 2021 ， 11 （ 1 ）： 5882 . doi: 10.1038/s41598-021-85370-8 http://dx.doi.org/10.1038/s41598-021-85370-8

INKER L A ， ENEANYA N D ， CORESH J ， et al . New creatinine- and cystatin C-based equations to estimate GFR without race ［J］. N. Engl. J. Med. ， 2021 ， 385 （ 19 ）： 1737 - 1749 . doi: 10.1056/nejmoa2102953 http://dx.doi.org/10.1056/nejmoa2102953

AHMED F E . Detection of genetically modified organisms in foods ［J］. Trends Biotechnol. ， 2002 ， 20 （ 5 ）： 215 - 223 . doi: 10.1016/s0167-7799(01)01920-5 http://dx.doi.org/10.1016/s0167-7799(01)01920-5

BRANGEL P ， SOBARZO A ， PAROLO C ， et al . A serological point-of-care test for the detection of IgG antibodies against ebola virus in human survivors ［J］. ACS Nano ， 2018 ， 12 （ 1 ）： 63 - 73 . doi: 10.1021/acsnano.7b07021 http://dx.doi.org/10.1021/acsnano.7b07021

GUO J C ， CHEN S Q ， GUO J H ， et al . Nanomaterial labels in lateral flow immunoassays for point-of-care-testing ［J］. J. Mater. Sci. Technol. ， 2021 ， 60 ： 90 - 104 . doi: 10.1016/j.jmst.2020.06.003 http://dx.doi.org/10.1016/j.jmst.2020.06.003

NGUYEN V T ， SONG S ， PARK S ， et al . Recent advances in high-sensitivity detection methods for paper-based lateral-flow assay ［J］. Biosens. Bioelectron. ， 2020 ， 152 ： 112015 . doi: 10.1016/j.bios.2020.112015 http://dx.doi.org/10.1016/j.bios.2020.112015

LUAN J Y ， SETH A ， GUPTA R ， et al . Ultrabright fluorescent nanoscale labels for the femtomolar detection of analytes with standard bioassays ［J］. Nat. Biomed. Eng. ， 2020 ， 4 （ 5 ）： 518 - 530 . doi: 10.1038/s41551-020-0547-4 http://dx.doi.org/10.1038/s41551-020-0547-4

GUPTA R ， GUPTA P ， WANG S A ， et al . Ultrasensitive lateral-flow assays via plasmonically active antibody-conjugated fluorescent nanoparticles ［J］. Nat. Biomed. Eng. ， 2023 ， 7 （ 12 ）： 1556 - 1570 . doi: 10.1038/s41551-022-01001-1 http://dx.doi.org/10.1038/s41551-022-01001-1

BIAN L ， XIONG Y F ， ZHAO H ， et al . Europium（Ⅲ） chelate nanoparticle-based lateral flow immunoassay strips for rapid and quantitative detection of cystatin C in serum ［J］. J. Chromatogr. B ， 2022 ， 1194 ： 123133 . doi: 10.1016/j.jchromb.2022.123133 http://dx.doi.org/10.1016/j.jchromb.2022.123133

HUANG L ， JIN J N ， AO L J ， et al . Hierarchical plasmonic-fluorescent labels for highly sensitive lateral flow immunoassay with flexible dual-modal switching ［J］. ACS Appl. Mater. Interfaces ， 2020 ， 12 （ 52 ）： 58149 - 58160 . doi: 10.1021/acsami.0c18667 http://dx.doi.org/10.1021/acsami.0c18667

NATARAJAN S ， SAATÇI E ， JOSEPH J . Development and evaluation of europium-based quantitative lateral flow immunoassay for the chronic kidney disease marker cystatin-C ［J］. J. Fluoresc. ， 2022 ， 32 （ 2 ）： 419 - 426 . doi: 10.1007/s10895-021-02886-y http://dx.doi.org/10.1007/s10895-021-02886-y

ZHONG Q X ， CAO M H ， HU H C ， et al . One-pot synthesis of highly stable CsPbBr 3 @SiO 2 core-shell nanoparticles ［J］. ACS Nano ， 2018 ， 12 （ 8 ）： 8579 - 8587 . doi: 10.1021/acsnano.8b04209 http://dx.doi.org/10.1021/acsnano.8b04209

DONG Y H ， TANG X Q ， ZHANG Z W ， et al . Perovskite nanocrystal fluorescence-linked immunosorbent assay methodology for sensitive point-of-care biological test ［J］. Matter ， 2020 ， 3 （ 1 ）： 273 - 286 . doi: 10.1016/j.matt.2020.05.004 http://dx.doi.org/10.1016/j.matt.2020.05.004

DEY A ， YE J Z ， DE A ， et al . State of the art and prospects for halide perovskite nanocrystals ［J］. ACS Nano ， 2021 ， 15 （ 7 ）： 10775 - 10981 .

WANG Y ， SHEN J ， SONG R L ， et al . Highly bright and stable CsPbBr 3 perovskite nanocrystals with amphiphilic polymer binding based dual-readout lateral flow immunoassay for detection of carcinoembryonic antigen ［J］. Talanta ， 2024 ， 266 ： 125017 . doi: 10.1016/j.talanta.2023.125017 http://dx.doi.org/10.1016/j.talanta.2023.125017

王建浦，彭其明 . 钙钛矿发光：多学科深度交叉融合［J］. 发光学报， 2020 ， 41 （ 11 ）： 1335 - 1338 . doi: 10.37188/cjl.20200321 http://dx.doi.org/10.37188/cjl.20200321

WANG J P ， PENG Q M . Perovskite luminescence： in-depth multidisciplinary integration ［J］. Chin. J. Lumin. ， 2020 ， 41 （ 11 ）： 1335 - 1338 . （in Chinese） . doi: 10.37188/cjl.20200321 http://dx.doi.org/10.37188/cjl.20200321

练惠旺，康茹，陈星中，等 . 全无机钙钛矿CsPb X 3 热稳定性研究进展［J］. 发光学报， 2020 ， 41 （ 8 ）： 926 - 939 . doi: 10.37188/fgxb20204108.0926 http://dx.doi.org/10.37188/fgxb20204108.0926

LIAN H W ， KANG R ， CHEN X Z ， et al . Research progress on thermal stability of all inorganic perovskite CsPb X 3 ［J］. Chin. J. Lumin. ， 2020 ， 41 （ 8 ）： 926 - 939 . （in Chinese） . doi: 10.37188/fgxb20204108.0926 http://dx.doi.org/10.37188/fgxb20204108.0926

曾海波，董宇辉 . 钙钛矿量子点：机遇与挑战［J］. 发光学报， 2020 ， 41 （ 8 ）： 940 - 944 . doi: 10.37188/fgxb20204108.0940 http://dx.doi.org/10.37188/fgxb20204108.0940

ZENG H B ， DONG Y H . Perovskite quantum dots： opportunities and challenges ［J］. Chin. J. Lumin. ， 2020 ， 41 （ 8 ）： 940 - 944 . （in Chinese） . doi: 10.37188/fgxb20204108.0940 http://dx.doi.org/10.37188/fgxb20204108.0940

AHMED G H ， YIN J ， BAKR O M ， et al . Successes and challenges of core/shell lead halide perovskite nanocrystals ［J］. ACS Energy Lett. ， 2021 ， 6 （ 4 ）： 1340 - 1357 . doi: 10.1021/acsenergylett.1c00076 http://dx.doi.org/10.1021/acsenergylett.1c00076

GHOSH CHAUDHURI R ， PARIA S . Core/shell nanoparticles： classes， properties， synthesis mechanisms， characterization， and applications ［J］. Chem. Rev. ， 2012 ， 112 （ 4 ）： 2373 - 2433 . doi: 10.1021/cr100449n http://dx.doi.org/10.1021/cr100449n

LV X ， ZHANG L ， XING F F ， et al . Controlled synthesis of monodispersed mesoporous silica nanoparticles： particle size tuning and formation mechanism investigation ［J］. Microporous Mesoporous Mater. ， 2016 ， 225 ： 238 - 244 . doi: 10.1016/j.micromeso.2015.12.024 http://dx.doi.org/10.1016/j.micromeso.2015.12.024

ZHANG Q G ， WANG B ， ZHENG W L ， et al . Ceramic-like stable CsPbBr 3 nanocrystals encapsulated in silica derived from molecular sieve templates ［J］. Nat. Commun. ， 2020 ， 11 （ 1 ）： 31 . doi: 10.1038/s41467-019-13881-0 http://dx.doi.org/10.1038/s41467-019-13881-0

GAO Y F ， ZOU R ， CHEN G F ， et al . Large-pore mesoporous-silica-assis ted synthesis of high-performance ZnGa 2 O 4 ∶Cr 3+ /Sn 4+ @MSNs multifunctional nanoplatform with optimized optical probe mass ratio and superior residual pore volume for improved bioimaging and drug delivery ［J］. Chem. Eng. J. ， 2021 ， 420 ： 130021 . doi: 10.1016/j.cej.2021.130021 http://dx.doi.org/10.1016/j.cej.2021.130021

浏览量

623

下载量

CSCD

文章被引用时，请邮件提醒。

提交

工具集

关联资源

活体葡萄糖光学传感与监测技术研究进展

松油烯诱导的深蓝光CsPbBr₃量子点常温慢速生长

基于多功能苯乙基溴化铵修饰层的喷墨打印钙钛矿量子点发光二极管

基于荧光方法的循环肿瘤细胞检测研究进展