综述：量子点作为供体的荧光共振能量转移在均相免疫分析中的应用

这篇综述系统阐述了以量子点（QDs）为供体的荧光共振能量转移（FRET）技术在均相免疫分析（HIA）中的前沿进展。文章对比了传统异相免疫分析（HeIA）的局限性，突出HIA的高效、快速优势，并详细解析QDs作为FRET供体的高量子产率（QY）、窄发射光谱等特性如何提升检测灵敏度，涵盖蛋白质、真菌毒素、新冠病毒（COVID-19）等生物标志物（BMs）检测应用，为生物医学诊断提供新策略。

　　

Abstract

免疫分析是生物医学检测的核心技术，分为异相免疫分析（HeIA）和均相免疫分析（HIA）。HeIA虽广泛应用，但存在操作繁琐、耗时长等缺点；而HIA无需分离目标物，具有高通量、快速等优势，尤其在生物制药和临床诊断中潜力巨大。基于荧光共振能量转移（FRET）的HIA通过供体-受体能量传递实现纳米级距离检测，其效率高度依赖材料性能。量子点（QDs）凭借高QY、宽吸收窄发射光谱及稳定性，成为FRET理想供体，而银三角纳米片（STNPs）等金属材料因超高消光系数（10¹²
M^?1
cm^?1
）成为高效受体。

Introduction

分子诊断依赖抗原抗体（Ag-Ab）特异性结合，传统HeIA如ELISA、CLIA需多步分离，易引入误差。HIA直接在溶液中进行检测，均相荧光免疫分析（HFIA）以FRET为原理，通过供体（如QDs）激发态能量转移至受体（如荧光染料或金属纳米颗粒），分析荧光淬灭信号实现定量。FRET效率受供体-受体距离（1–10 nm）及光谱重叠影响，QDs的尺寸可调性（2–10 nm）使其发射波长从蓝到红精准调控，而STNPs的等离子共振特性可扩展FRET距离至20 nm。

Defective application of fluorescent dyes and fluorescent proteins in FRET based HIA

有机荧光染料（如Cy5）和荧光蛋白（如GFP）虽广泛用于FRET，但面临光漂白、化学稳定性差等问题。QDs通过核壳结构（如CdSe/ZnS）增强稳定性，其QY达80%以上，远超碳点（CDs）的宽发射谱（50–100 nm），更适用于多色检测系统。

Detection of protein

QDs-FRET平台通过Ag-Ab结合检测蛋白质，如利用CdTe QDs与AuNPs构建传感器，检测限低至0.1 nM。相比传统比色法，FRET显著提升灵敏度，适用于肿瘤标志物筛查。

Detection of COVID - 19

新冠疫情推动HIA技术革新，QDs-FRET可快速检测新冠病毒刺突蛋白，缩短检测时间至15分钟，灵敏度达92%，为POCT（床旁检测）提供可能。

Challenges and prospects

尽管QDs-FRET在生物成像、药物追踪中表现优异，但镉基QDs的毒性限制体内应用。未来需开发低毒材料（如InP QDs），并推动标准化工艺，加速临床转化。

Declaration of competing interest

作者声明无利益冲突。

Acknowledgements

研究获吉林省科技发展计划（20240602011RC）资助。