病毒的单颗粒标记和示踪技术为我们揭示病毒和宿主细胞间的相互作用过程提供新的视野和平台。标记了荧光材料的病毒入侵宿主细胞的过程能以视频的形式进行展示，为揭示病毒的入侵机制提供最直接的证据。

新型纳米材料量子点独特的光学特性和生物学特性为我们研究病毒提供了很好的工具。但已报道的量子点标记方法是直接在病毒蛋白上进行化学修饰修饰后连接上量子点，不仅操作繁琐，而且在一定程度上影响病毒的感染力。特别是囊膜病毒，如果是单一标记病毒的囊膜或者核衣壳，在病毒示踪过程中不仅容易受到噪音信号的干扰，而且无法示踪病毒入侵细胞的完整过程。

本研究以杆状病毒作为标记对象，结合杆状病毒的表面展示技术和融合表达技术，在不经任何化学修饰和不改变杆状病毒野生型蛋白的前提下，以杆状病毒囊膜蛋白GP64和核衣壳蛋白VP39作为标记的靶标，同时将实现位点特异性标记的酶和标签同GP64蛋白融合表达，以期在病毒复制的过程中实现病毒的自生物素化，进而借助链霉亲和素和生物素间的的相互作用，实现体外的一步结合反应在病毒囊膜标记上量子点。同时，在核衣壳蛋白VP39上融合表达GFP蛋白，在病毒组装过程中实现对病毒的核衣壳的特异性标记。实验证实，此标记策略能够实现病毒在复制过程中的自生物素化和双特异性标记，且量子点的标记过程对病毒的感染性没有影响。基于标记病毒的双色荧光，可以实现在单颗粒病毒水平示踪病毒和细胞的相互作用过程。总的来说，此生物学标记的方法可以通过单颗粒病毒原位和长时间示踪，为我们提供更多关于病毒和细胞相互作用的信息，也可以作为进一步深入研究病毒感染过程的平台。

近年来，改该学科组在Angewandte Chemie International Edition，ACS NANO，Biomaterials, Analytical Chemistry等高水平杂志上发表一系列QDs标记病毒和活细胞内单颗粒动态示踪的文章，最近Nanomedicine-UK杂志邀请该学科组撰写了一篇题为Tracking viral infection: will quantum dot encapsulation unveil viral mechanisms的综述文章，系统介绍了QDs在病毒标记和动态示踪研究中的进展及存在的问题，该论文将发表在Nanomedicine-UK[2013, 8（8）]上。

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图1：双特异性标记重组杆状病毒的原理示意图　  图2：双标记杆状病毒的单颗粒示踪