基于表面增強(qiáng)拉曼光譜(SERS)的多元蛋白檢測芯片技術(shù)基礎(chǔ)研究.pdf

1、人體內(nèi)蛋白質(zhì)的表達(dá)水平與癌癥的發(fā)生及發(fā)展存在著緊密的聯(lián)系。因此，發(fā)展高靈敏度、高通量、快速、低成本的多元蛋白光學(xué)檢測技術(shù)對(duì)腫瘤學(xué)的基礎(chǔ)研究和癌癥的早期診斷與治療等臨床應(yīng)用具有重要的意義。本論文重點(diǎn)研究基于表面增強(qiáng)拉曼光譜(SERS)的多元蛋白檢測新技術(shù)方法，用以提高檢測靈敏度、多元分析能力、檢測效率和降低成本。論文發(fā)展了將SERS和微流控芯片相結(jié)合的蛋白質(zhì)檢測技術(shù)，提出了光譜-空間聯(lián)合編碼方法，建立了一個(gè)新型的多元蛋白分析檢測平臺(tái)，并將

2、其應(yīng)用于腫瘤標(biāo)志物的檢測及抗癌藥物作用機(jī)理的研究，為癌癥的早期診斷和治療提供了新的技術(shù)途徑。本論文的主要?jiǎng)?chuàng)新性研究成果如下:
　　(1)提出了將金核銀殼納米棒材料作為SERS增強(qiáng)基底用于SERS免疫檢測平臺(tái)中，顯著提高了蛋白質(zhì)檢測的靈敏度。首先，以金納米棒為模板，用氧化還原法在其外層包裹上了銀殼，得到金核銀殼納米棒，并對(duì)其SERS特性進(jìn)行研究;然后，以金核銀殼納米棒為SERS基底，在納米粒子表面標(biāo)記拉曼分子并修飾抗體，構(gòu)建了新型的

3、免疫探針;最后，用制備的SERS探針進(jìn)行免疫檢測，并對(duì)檢測的特異性和靈敏度進(jìn)行評(píng)估。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，相比于金納米棒，用金核銀殼納米棒可以將SERS免疫檢測的靈敏度提高4個(gè)數(shù)量級(jí)。
　　(2)研究了SERS光譜編碼技術(shù)在多元蛋白檢測中的應(yīng)用。實(shí)驗(yàn)中，在金核銀殼納米棒表面分別標(biāo)記兩種不同的拉曼分子和兩種不同的抗體，制備了兩種具有不同SERS標(biāo)記的免疫探針，分別用來識(shí)別和檢測不同的蛋白質(zhì)。采用SERS光譜編碼的方法，在一次免疫檢測中實(shí)現(xiàn)了

4、對(duì)兩種腫瘤標(biāo)志蛋白p53和p21的同時(shí)檢測。這種基于SERS編碼的多元蛋白檢測方法避免了重復(fù)的操作流程，降低了樣品和試劑消耗，充分發(fā)揮了SERS在多元并行檢測中的優(yōu)勢(shì)。
　　(3)提出了全新的SERS光譜-空間聯(lián)合編碼方法，并基于這一思想設(shè)計(jì)了一種SERS三維碼多元蛋白檢測芯片。在檢測過程中，先借助微流控通道構(gòu)造二維的蛋白質(zhì)雜交陣列，再利用SERS免疫探針對(duì)多個(gè)樣品中的多種蛋白質(zhì)進(jìn)行同時(shí)檢測。該檢測方法將SERS光譜信息加載到蛋白

5、質(zhì)陣列中，結(jié)合了微流控芯片的二維空間編碼與SERS光譜編碼，從而構(gòu)成了基于SERS的三維碼。實(shí)際應(yīng)用中通過對(duì)該三維碼的解碼即可獲取所有樣品中的多種蛋白質(zhì)的含量信息。該檢測平臺(tái)具有信息量大、檢測靈敏度高(～10fg/mL）、響應(yīng)速度快(30min)、操作簡便等優(yōu)點(diǎn)，為高通量生物檢測提供了全新的思路。
　　(4)設(shè)計(jì)了一種多功能的腫瘤細(xì)胞分泌蛋白檢測平臺(tái)，研究了抗癌藥物的作用機(jī)理及細(xì)胞間通信的過程。該平臺(tái)在SERS三維碼蛋白質(zhì)檢測芯片