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免疫层析试纸条是一种固相免疫层析技术,具有便携、快速、简单、低成本以及无需专业人员操作等优点,广泛应用于医学、食品、环境等领域的现场检测。传统的胶体金免疫层析试纸条存在着低灵敏度、基质效应和窄的线性范围等缺点,限制了免疫层析试纸条的发展。近年来,在使用纳米材料作为信号探针的常规免疫分析中,纳米材料的其他特性通常被用作信号输出的基础,包括:磁信号、拉曼信号、荧光以及一些其他特殊的光学特性等。尽管利用新型材料的特殊性能一定程度上实现了高灵敏度检测,然而其现场检测的应用能力仍然有限。为此,开发高灵敏、定量即时检测免疫层析试纸条具有十分重要的意义。近年来,光热纳米材料在生物医学、肿瘤诊疗等领域引起了广泛的关注。然而纳米颗粒介导的光热效应在免疫传感分析领域中的应用还比较少见。基于光热材料热信号输出模式仅需要通过便携式光源和光热成像仪/数字温度计来检测温度变化,并且进一步将温度变化值与待测物浓度建立定量关系,实现定量分析,无需昂贵的大型仪器和专业人员就可以实现目标物的定量分析检测,在现场检测领域展现出巨大的应用前景。基于此,本文利用四氧化三铁@金超粒子（Fe3O4@AuSPs）及金等离子黑体-二硫化钼纳米复合材料（Auplasmonic blackbodies-molybdenum disulfide nanocomposite,AuPB-MoS2）两种光热纳米探针构建了新型光热免疫层析试纸条,并验证了其在真实样品检测中的应用潜能。除此之外,为简化信号获取过程,我们将数字温度计与激光器结合设计了一个便携式热信号定量分析仪用于光热免疫层析试纸条的信号读取。本论文主要研究内容及结果如下:1、基于多功能Fe3O4@AuSPs介导的高灵敏光热免疫层析试纸条的构建及性能研究本工作中,我们基于Fe3O4@AuSPs良好的光热性能开发了一种高灵敏光热免疫层析（Photothermal lateral flow immunoassay,PT-LFIA）试纸条,并将其用于赭曲霉毒素A（Ochratoxin A,OTA）的定量检测。Fe3O4@AuSPs复合材料不仅显示出比四氧化三铁纳米颗粒（Fe3O4NPs）以及金纳米颗粒（AuNPs）更好的光热转换效率,并且其还同时具有Fe3O4NPs的磁性以及AuNPs直接吸附蛋白质（抗体）的出色能力。根据分析物浓度与热变化强度成剂效关系,在808 nm激光手电的激发下,通过便携式光热成像仪记录条带的光热图像,即可轻松实现对目标物的定量分析。在最佳条件下,以OTA作为目标分析物实现了1 pg m L-1至1μg m L-1的线性检测范围以及0.12 pg m L-1的检出限（Limit of detection,LOD）。为验证其在实际样品中的应用潜力,在玉米、花生、大豆提取物中进行OTA的检测,得到了总回收率在98.6%至115%之间,变异系数（CV）在6.06%至12.73%之间的实验结果。综上所述,该PT-LFIA试纸条,仅需便携的激光手电和光热成像仪,无需其他大型仪器及复杂的信号处理软件就可以实现痕量分析,满足了现场实时检测中快速、灵敏的需要。2、AuPB-MoS2光热效应研究及其在高灵敏免疫层析分析中的应用本工作中,我们采用无表面活性剂的方法将二维二硫化钼（Two-dimensional molybdenum disulfide,2D-MoS2）与超支化的金等离子体黑体（Auplasmonic blackbodies,AuPB）材料组装在一起制备了一种新的光热纳米复合材料（AuPB-MoS2）,并首次使用AuPB-MoS2作为光热转化探针构建了PT-LFIA平台以实现对目标物的定量分析检测。与AuPB纳米材料相比,AuPB-MoS2的光热转换效率提高了6.44%,并且其水分散稳定性也得到了明显的提高,因此其更适合用于LFIA试纸条的构建。在最佳条件下,通过光热信号的获取对兔Ig G（RIg G）的检出限达到1 pg m L-1,线性检测范围从1 pg m L-1到10~6pg m L-1。为验证该PT-LFIA试纸条在实际应用中的潜力,在模拟临床样品人血清中同样获得了10pg m L-1的检出限,以及10 pg m L-1到10~6pg m L-1宽的线性检测范围。基于AuPB-MoS2标记的PT-LFIA试纸条进一步应用于竞争型LFIA平台对OTA进行检测,在PBS中得到了10 pg m L-1的检出限,以及10 pg m L-1到10~6pg m L-1的线性检测范围。以上结果表明,基于AuPB-MoS2的PT-LFIA平台可实现简单、高效、灵敏的现场实时检测,展现了其在食品检测以及生物医学检测中的实际应用潜力。3、便携式PT-LFIA试纸条热信号定量分析仪的构建及应用研究在前两个工作中我们成功地构建了基于Fe3O4@AuSPs及AuPB-MoS2复合材料的PT-LFIA试纸条。然而,该信号输出平台仍需价格较为昂贵的光热成像仪,这不利于试纸条方便、快捷、低成本的要求。因此,在本工作中,我们利用数字温度计和小型激光手电设计了一种PT-LFIA试纸条热信号定量分析仪。使用该仪器仅需PT-LFIA试纸条放到芯片卡槽内即可在15 s内获取温度变化的具体数值。利用基于AuPB-MoS2探针的PT-LFIA试纸条模型进行验证,探究了此器件的可行性并确定了该模型下激发光源的位置及激发时间。此外,用所构建的平台对兔Ig G进行了定量分析检测,获得了10-10~6pg m L-1的线性检测范围,并且与先前使用光热成像仪的方法表现出较好的一致性。以上实验结果表明,该热信号定量分析仪能够有效提高PT-LFIA试纸条信号读取的便捷性,满足其在现场即时检验中的应用。综上所述,本课题利用Fe3O4@AuSPs及AuPB-MoS2两种光热材料构建了高灵敏PT-LFIA试纸条,并成功的实现了在复杂样品中目标分析物的定量分析。同时,构建了便携式热信号定量分析仪有效降低了热信号获取的价格成本和便利性,PT-LFIA试纸条在现场即时检测方面展现了巨大的实际应用潜能。