传染性疾病一直是威胁人类健康以及财产安全的一大类疾病。对于传染性强的病原体,快速灵敏可靠的检测方法不仅有助于疾病的快速诊断和及时治疗。此外,可以对患有传染性疾病尤其是感染烈性传染病毒的人群进行及时有效的隔离,可以大大降低感染率,提高生存率。近年来,因为免疫层析法方便、快速且易于使用,成为最有发展潜力的快速检测方法。随着纳米科技的迅猛发展,各种纳米材料在免疫层析法中作为标记材料展现了巨大的应用优势以及广阔的应用前景。尤其是纳米金、荧光量子点以及磁性纳米粒子具有传统材料无法媲美的优异性质,在生物医学领域有着广泛的应用。过去十几年间,我们课题组一直致力于基于量子点和磁性纳米粒子的材料的研究,尤其是发展了两种构建荧光/磁性功能纳米球的方法。利用这些功能纳米球,我们实现了多种蛋白、病毒、细菌、肿瘤细胞的灵敏可靠的检测。在上述研究背景和研究基础上,本论文主要围绕多功能纳米材料的制备,基于这些功能材料建立免疫层析法,并将其应用到疾病标志性蛋白、病毒以及细菌的检测中,具体工作如下:(1)采用包埋法制备荧光强度高、稳定性强的荧光纳米球,基于此材料建立了快速、灵敏、定量检测C-反应蛋白的免疫层析法。荧光纳米球具有超强的荧光,与单颗量子点相比,单颗荧光纳米球的荧光强度是量子点的380倍。基于荧光球优异的荧光性能,该方法20min内实现了 C-反应蛋白的高灵敏定量检测,检出限为27.8 pM。而且该方法稳定性高、抗干扰能力强,可直接用于血浆中C-反应蛋白的定量检测。最后,该方法成功地应用于实际肿瘤病人血浆样本中C-反应蛋白的快速定量检测,展示了其在临床上的应用价值。而且,以荧光纳米球作为探针的免疫层析法可以拓展到其他蛋白标志物的检测中。(2)基于荧光纳米球和纳米金,我们设计了一种比色-荧光双信号纳米球。单颗双信号纳米球包含多颗量子点和纳米金,同时实现了比色信号以及荧光信号的放大。然后,利用生物素-亲和素系统进一步实现信号的放大。埃博拉病毒糖蛋白浓度低至2 ng/mL时的信号仍然清晰,可直接目测到,荧光定量检出限为0.18 ng/mL。而且该方法抗干扰能力强,可直接用于模拟复杂样本中埃博拉病毒糖蛋白以及埃博拉全病毒粒子的现场检测,利用智能手机以及简单的数据处理就能实现定量检测。该方法简单、可靠、灵敏度高,有望用于埃博拉病毒爆发地区,尤其是资源匮乏地区该病毒的筛查。而且,这种新的探针具有双信号读出,可实现定量检测,灵敏度高并且抗干扰能力强等特点,可以拓展到其他疾病标志物的早期检测中。(3)以聚合物纳米球为模板,通过层层组装法制备荧光-磁性功能纳米球,其作为免疫层析法的标记材料可以同时提供比色信号、荧光信号、磁信号三种信号,可满足不同医疗条件的基层,尤其是资源匮乏的地区使用。而且基于荧光-磁性功能纳米球优异的磁学性能,可以实现目标菌的分离和富集,一方面增强了免疫层析法的选择性以及抗干扰能力,另一方面灵敏度可提高一个数量级。该方法可直接目测到浓度为1.88×104CFU/mL的鼠伤寒沙门氏菌的信号。利用磁试纸读值仪,则可检测到3.75×103 CFU/mL的细菌的磁信号。而且,通过检测荧光信号或者磁信号实现了鼠伤寒沙门氏菌的定量检测,线性范围为:1.88×104-1.88×107CFU/mL。此外,该方法可直接用于模拟复杂样本(牛奶、胎牛血清、全血)中的鼠伤寒沙门氏菌的检测,证实了其在实际复杂样本中检测目标物的潜力。荧光-磁性功能纳米球的多信号模式读出具有广阔的应用前景,在临床诊断、食品安全、环境监测等领域有着良好的应用前景。