新型表面增强拉曼探针检测嗜铬粒蛋白A的研究

来源 :吉林大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:naonao19890925
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神经内分泌肿瘤(Neuroendocrine Neoplasm,NENs)是一种相对罕见且高度异质的肿瘤。虽然对其生物学行为及临床诊治的探索已逾百年,但对其发病机制尚不十分明确。而且NENs的症状和体征不典型临床表现多样,所以大部分N ENs患者发现均在晚期,诊断时已局部扩散和远处转移丧失了根治的机会。在神经内分泌肿瘤的辅助病理学检查中CgA是最常用最有效的肿瘤标志物,用于指导治疗、评估疗效。当血清中CgA含量高于94ng/m L时,则预示着存在患癌风险。CgA是目前用于诊断和治疗评估一般神经内分泌疾病最好的血清或血浆标志物。开发针对嗜铬粒蛋白A该疾病诊断重要标志物的新型超灵敏诊断方法,已成为神经内分泌肿瘤诊疗的主要发展方向。CgA可以在症状出现之前检测出肿瘤,它们在具有弥漫性腹部症状的患者中作为筛选试剂的使用可以降低检测到肿瘤的年龄,并且提高外科手术的治愈率。然而受限于检测手段的灵敏性,只能在大约60-80%NENs患者中可以检测到高水平的CgA。表面增强拉曼光谱技术(Surface-Enhanced Raman Spectroscopy,SERS)是一种快速、无损的检测技术,可以识别和量化具有明显化学和分子特征的生物分子,脂类、蛋白质、DNA等。除了分子特异性,由于拉曼散射与近红外激发源兼容,可用于实时检测,使得这项技术在生物传感领域,如体内成像方面被广泛应用。[1]本研究中,我们利用SERS技术,通过设计合成的新型拉曼探针检测内分泌肿瘤标志物CgA实现对内源性肿瘤标志物的均相、灵敏、快速检测,为将来SERS技术在癌症筛查的应用提供研究基础。首先设计合成可以特异性识别免疫球蛋白G(Immunoglobulin G,Ig G)抗体重链Fc段的金黄色葡萄球菌蛋白A(Staphylococcus Protein A,SPA)的结构域SPAZMM、SPAZDM、SPAZTM实现对于抗体的定向连接。之后,将识别同一抗原(CgA)的不同抗体分别修饰在带有拉曼报告分子和可定向连接蛋白的银纳米粒子(Augentum Nanoparticles,Ag NPs)和磁纳米粒子(Magnetic Nanoparticle s,MNs)上形成两种探针。修饰抗体定向连接蛋白时,由于拉曼探针表面抗体的定向规则排列,可以检测到更加灵敏的拉曼信号。当CgA存在时,由于抗体对蛋白的识别作用使两种探针靠近,银探针上的报告分子信号被大幅度增强,反之则只得到报告分子本身的弱信号。通过对拉曼信号强弱的检测就可以快速判断CgA存在与否。本研究中,我们开发了新型抗体固相修饰方法,获得了新型连接物,实验结果显示,SPA的结构域突变体SPAZMM、SPAZDM、SPAZTM对Ig G抗体Fc段均有较强的识别能力;在纳米材料的制备工艺方面,发现合成过程中SH-PEG500的修饰对于探针的稳定性和拉曼信号的增强作用十分重要。在以上技术进步的基础上,我们利用SERS技术成功传感了抗原抗体识别的生物学信号,检测限低至1ng/m L,超过普遍的临床检测需求(20ng/m L)和最新学术文章中报道的检测限8ng/m L,建立了对神经内分泌肿瘤标志物CgA的均相微量超灵敏检测技术。
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