李万万课题组：液相生物芯片领域取得重要进展

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上海交通大学材料科学与工程学院/金属基复合材料国家重点实验室李万万研究员团队在液相生物芯片领域取得重要进展，相关成果以“Precisely Encoded Barcodes Using Tetrapod CdSe/CdS Quantum Dots with a Large Stokes Shift for Multiplexed Detection”为题，将在国际著名学术期刊《Advanced Functional Materials》（2018年影响因子：15.621）以内封底文章形式发表。上海交大李万万研究员课题组博士生武卫杰为论文第一作者，李万万研究员为本文通讯作者。

       液相生物芯片技术是以荧光编码微球为反应的载体，以流式细胞技术为分析手段的高通量多元生物检测平台，可同时对数百种甚至更多不同的生物分子如蛋白质、多肽、核酸和药物等目标分析物进行定量检测，是最理想的临床多指标检测技术平台之一。编码微球是液相生物芯片的核心技术，基于颜色和强度的荧光编码微球在目前众多编码微球中研究最多、应用最为广泛。然而，由于不同颜色发光材料之间的光谱重叠，在增加编码能力的同时会出现严重的能量转移（通常包括荧光共振能量转移、重吸收等），产生非正交的荧光反馈，使得编码微球的荧光信号无法预测。为了得到可以区分开的编码微球，就必须进行大量的迭代实验，不断地尝试，使得编码库的构建强烈依赖人们的经验，大大增加了构建编码库的技术壁垒、经济成本，同时也限制了编码数量。
       近年来，李万万研究员团队一直致力于攻克液相生物芯片检测技术中的关键难题，并取得一系列重要的进展。本工作旨在从材料的属性出发，使用具有大斯托克斯位移的CdSe/CdS四足量子点作为编码元素，通过解决多色发光材料之间的光谱重叠，以消除多色编码微球中能量转移的问题，最终成功构建包含144种荧光微球的三维编码库。在编码库的构建中，由于无能量转移发生，微球的编码信号可精确设计，这也是迄今为止量子点编码中得到的数量最大的编码库。本文提出的解决能量转移的方法简单有效，不仅对于荧光编码微球的制备具有重要的意义，也为其他领域中多色发光材料能量转移的问题提供了新的解决思路。
       该工作得到了上海交通大学附属新华医院检验科沈立松教授研究团队和上海交通大学附属第一人民医院检验科李莉教授研究团队的帮助，同时也得到了国家重点研发计划纳米专项、国家自然科学基金面上项目和上海市科委基金项目等的资助。
       论文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.201906707


      
       液相芯片，也称为微球体悬浮芯片（suspension array，liquid chip），是基于微球编码技术的新型生物芯片技术平台，它是在不同编码的微球上进行抗原抗体、酶底物、配体受体的结合反应及核酸杂交反应，通过两束不同的激光分别检测微球编码和报告荧光来达到定性和定量的目的，一个反应孔内可以完成多达100多种不同的生物学反应。


       李万万,上海交通大学研究员，博士生导师。 长期从事无机/有机功能微纳米材料的制备及其应用研究，在功能微纳米材料应用于生物检测及发光二极管领域形成了自己的特色并取得了重要的突破。近年来在Chemical Society Reviews、Advanced Materials、Biomaterials、Small、Nanoscale、Nanomedicine等高水平学术期刊发表学术论文60余篇，其中SCI论文40余篇，申报国家发明专利23项，其中14项已公开，9项已获授权，作为负责人和主要参加人员参与了20余项各级科研项目。目前为中国微纳米技术学会、中国生物医学工程学会和中美华人纳米医学及纳米生物技术学会会员，并应邀担任了Advanced Materials、Journal of the American Chemical Society、Advanced Optical Materials、Chemistry of Materials、Theranostics、Nanoscale、ACS Applied Materials & Interfaces、Langmuir、Inorganic Chemistry、PLOS ONE等二十多个高水平国际学术期刊的论文审稿人。