表面声波传感器的检测原理是基于表面声波的传播,并根据平台表面的质量和粘弹性的改变来实现对生物大分子的微量定量检测。表面声波传感器因其具有高工作频率、高灵敏度,以及免标记、易操作和实时检测等优点,正日益广泛应用于医学检验领域。构建信号放大系统是进一步提高表面声波传感器检测灵敏度的重要途径。由于表面声波穿过芯片表面时可检测到芯片表面的动态变化,信号放大系统可显著改善表面声波平台的检测效果。本论文分别构建了金纳米颗粒信号放大体系与辣根过氧化物酶(HRP)催化聚多巴胺的信号放大体系,探讨了其放大原理及检测条件,并将其用于体液中外泌体的检测。外泌体是一种细胞外囊泡(EVs)亚型,包含有RNA,DNA,脂质和蛋白质等成分。近年来,外泌体及其包含物的生物学效应及临床应用研究正引起人们的高度关注,外泌体也逐步被认可为新一代的肿瘤分子标志物。为了实现对外泌体的高灵敏定量检测并使检测方法适用于临床,我们在表面声波平台上构建了一个双抗体夹心体系,在实现高灵敏检测的同时也对适用于该平台的信号放大体系进行了系统的探讨,课题主要由以下两个部分组成:第一部分:基于金纳米颗粒信号放大原理的表面声波传感器定量检测外泌体该方法以金膜为基底,使用巯基乙酸在芯片表面修饰了一层自组装的巯基,然后通过1-(3-二甲基氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐(EDC)和N-羟基琥珀酰亚胺;1-羟基吡咯烷-2,5-二酮(NHS)活化芯片表面羧基,修饰抗CD63抗体。由于在外泌体表面上存在膜蛋白CD63,外泌体可以与固定有抗CD63抗体的SAW芯片结合。为了放大检测信号,将生物素缀合的上皮细胞粘附分子(EpCAM)抗体作为二抗应用于结合有外泌体的SAW芯片上,并添加了修饰有链霉亲和素的纳米金颗粒,通过生物素-亲和素识别,将AuNPs组装在芯片上。通过信号放大体系,该平台的检测限提高两个数量级,检测限达到1.1×10~3个/mL。此外,该平台还具有较好的抗干扰能力,并可以初步用于临床实际样本的检测。我们在文中分别对十例健康样本,五例肝癌患者样本,五例肺癌患者样本进行了检测,而结果也体现了该平台良好的区分性与实际检测能力。综上所述,在表面声波(SAW)生物传感平台的基础上,我们通过金纳米颗粒(AuNPs)的信号放大体系,建立了超灵敏外泌体定量检测方法,并与现有的临床治疗诊断相结合,达到对癌症患者进一步的个体化治疗与给药给予极大地帮助。第二部分:基于聚多巴胺信号放大体系的表面声波传感器定量检测外泌体据文献记载,辣根过氧化物酶(HRP)可以大大加速多巴胺发生自聚反应,形成聚多巴胺颗粒,而聚多巴胺优异的吸附性与生物相容性可以使芯片表面的质量与粘弹性发生剧变,从而起到优秀的信号放大效果。本研究在芯片上修饰了生物素化的巯基聚乙二醇(PEG),并通过了生物素亲和素连接体系将链霉亲和素修饰的HRP酶连接在芯片表面,上机进样多巴胺溶液,并对相位偏移结果进行分析。研究结果显示,辣根过氧化物酶(HRP)催化的聚多巴胺对于表面声波平台具有显著的信号放大效果。将此新构建的基于聚多巴胺信号放大体系的表面声波传感器定量检测外泌体,结果显示具有优异的线性关系,可初步用于临床样本中外泌体的检测。