基于纳米金颗粒耦合等离激元免疫吸附试验平台实现生物标志物检测

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纳米金颗粒(Gold nanoparticles,GNPs)耦合纳米等离激元免疫吸附试验(Nanoplasmonic immunosorbent assay,Nano PISA)平台是结合了纳米孔阵列表面等离激元共振(Surface plasmon resonance,SPR)技术和GNPs耦合增强技术,经过工艺改良后形成的一种新型检测平台。传统的SPR技术虽然有许多优点,但由于仪器尺寸大、设备昂贵等问题,无法进行大规模应用,因此采用具有“增强光透射”(Extraordinary optic transmission,EOT)效应的纳米孔阵列SPR技术,不仅保留了前者的优异性能,而且避免了其所需的精确角度对准从而有望实现设备小型化。此外,GNPs由于具有独特的光学特性,已被多次应用于提高SPR传感器的灵敏度。因此,本论文提出了一个新型的生物标志物检测平台,即GNPs耦合Nano PISA平台,该平台能够在无需大型精密设备下实现高灵敏生物标志物检测。并以新型严重急性呼吸综合征冠状病毒2型(Severe acute respiratory syndrome coronavirus2,SARS-Co V-2)生物标志物SARS-Co V-2中和抗体和炎症生物标志物C反应蛋白(C-reaction protein,CRP)检测为例,对该检测平台的性能进行验证。研究内容如下:1.设计了基于中空(Nanoporous hollow,NH)GNPs耦合增强的无标记Nano PISA平台对SARS-Co V-2中和抗体浓度测量。该检测平台仅需15 min即可完成检测,且检测限(Limit of detection,LOD)为0.5 ng/m L。此外,该平台在临床样本检测上的性能上可与主流的SARS-Co V-2中和抗体检测手段,如酶联免疫吸附试验(Enzyme linked immunosorbent assay,ELISA)、血清中和法(Seroneutralization,SN)媲美。2.设计了一种超灵敏基于胶体GNPs耦合增强的Nano PISA平台对CRP进行检测。该方法利用聚乙烯亚胺(Polyethylenimine,PEI)-GNPs组合增强原有纳米孔阵列SPR生物传感器性能从而实现在10~15 min对CRP的定量检测,且达到0.5 ng/m L CRP的LOD,比常用的临床CRP检测的免疫测定方法至少低3个数量级。
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