前列腺癌是男性中常见的恶性肿瘤。随着我国人口老龄化的加重,生活方式的改变,前列腺癌患者日益增多,迫切需要及时有效的诊断和治疗。前列腺特异性抗原(Prostate Specific Antigen,PSA)是前列腺癌的肿瘤标志物,广泛应用于患者的诊断分析。随着医学的发展,人们逐渐发现PSA含量的细微变化与早期发现前列腺癌,监测治疗效果和预测复发风险等存在密切关系,故对PSA的超灵敏和高时效检测具有重要意义。表面增强拉曼光谱技术(Surface-Enhanced Raman Spectroscopy,SERS)是一种利用贵金属增强拉曼信号的技术,当靶标分子分布于纳米级金属结构表面时,其拉曼信号会得到大幅的增强,故解决了传统拉曼散射信号弱的问题。SERS过程所需样品量小且不受水的干扰,根据所得的拉曼光谱能够获得靶标的结构状态、物质含量等丰富信息,这促使SERS广泛应用于生物医学和生物物理等领域。本文中,我们利用SERS技术对PSA进行了均相免疫传感超灵敏检测,以满足逐渐提高的检测要求,且整个检测过程无需进行清洗。首先,设计一对能够识别PSA的SERS探针,这两个探针上均修饰了抗体,分别结合PSA不同的表位。第一个探针是修饰了抗体的银纳米颗粒(AgNPs),即AgNPs@Ab1;第二个探针则以磁性纳米颗粒(Magnetic Nano-particles,MNs)为核心,修饰了另一种抗体和拉曼报告分子4-ABP,即MNs@Ab2/4-ABP。两个探针能与PSA结合形成免疫复合物,此时AgNPs能够大幅增强相邻MNs上4-ABP的拉曼信号,从而实现检测PSA。在纳米颗粒表面修饰抗体的过程中,有可能影响抗体上结合抗原的位点。因此,加入Domain Z使抗体以相同的有效方向装配在纳米颗粒上,增加抗体有效偶联率,进而提高探针的检测效率。本实验中,我们应用表面增强拉曼光谱技术成功对PSA进行了均相痕量检测,在0.1 ng/mL~1μg/mL浓度范围内呈现出良好的线性关系,检测限低至0.1ng/mL,远远低于普遍的临床检测需求,且能够满足少数情况下如前列腺切除术后检测指标为0.1 ng/mL的需求。在Domain Z的修饰下,SERS探针表现出更灵敏的检测能力。因此,本实验中的对于PSA的检测方法对前列腺癌的早期发现和术后监测等方面具有重大意义,同时对其他肿瘤标志物的检测提供了借鉴。