[发明专利]检测血小板衍生长因子的荧光增强微阵列传感器

说明书

技术领域

本发明属于生物技术及临床医学诊断领域，涉及一种新型检测血小板衍生长因子(PDGF-BB)的荧光增强微阵列传感器及应用。基于原位合成的金属纳米颗粒-聚二甲基硅氧烷(PDMS)混杂膜，作为具有荧光增强效应的生物微阵列传感器基底材料，在这基底上进行表面胺基化修饰及表面涂层并结合适配体捕获目标分析物，可以大大提高表面的荧光信号强度，从而实现对血小板衍生长因子等生物分子的高灵敏、高选择性检测。

背景技术

基于金属表面等离子体荧光增强效应(MEF)的研究最近持续受到关注，当光在金属和电介质面上沿一个方向平行地传播时，金属表面的自由电子在一定频率的外界电磁场作用下规则运动而产生表面等离子体共振，这种共振可极大地增强金属粒子周围的电磁场，这种表面局域电磁场的增强使靠近金属粒子表面的荧光物质的激发效率明显提高，导致荧光增强效应的产生。[参见(a)J.R.Lakowicz，K.Ray，M.Chowdhury，H.Szmacinski，Y.Fu，J.Zhang，K.Nowaczyk，Analyst，2008，133，1308.(b)C.R.Sabanayagam，&J.R.Lakowicz，.Nucleic Acids Res.2006，35，e13.]该荧光增强效应的产生强烈依赖于荧光物质和金属表面之间的距离，若发光物质与产生等离子体的金属表面直接接触，则会导致荧光物质荧光淬灭；如果两者之间的距离太大，则不显示任何相互作用，因此合适的距离是产生这种荧光增强效应的关键，而这种有效距离取决于材料的组成及性质。[参见(a)J.Zhang，Y.Fu，Y.P.Mei，F.Jiang and J.R.Lakowicz，Anal.Chem.2010，82，4464-4471.(b)K.Aslan，I.Gryczynski，J.Malicka，E.Matveeva，J.R Lakowicz，C.D.Geddes..Curr.Opin.Biotechnol.2005，16，55-62.]

适配体(Aptamer)是一种具有三维空间结构、能特异性识别目标蛋白的DNA或RNA分子，具有合成简单、易于修饰且稳定性良好等特点。[参见(a)E.J.Cho，J.-W.Lee，A.D.Ellington，Rev.Annu.，Anal.Chem.2009，2，241-264.(b)T.Nguyen，J.Hilton，Q.Lin.，Microfluid.Nanofluid.2009，6，347-362.]因此可以利用不同的适配体实现对目标生物蛋白的特异性识别。

微阵列生物传感器是一种被广泛应用于基因、蛋白、糖类、细胞以及其他生物组分的高通量分析方法，其原理为在活化的固体基质上利用机械或化学的方法制备各种生物分子包括DNA、糖类、蛋白质等的矩阵排列，然后通过分子间的特异性相互作用对各种生命物质进行分析检测。[参见(a)G.MacBeath，.Nat.Genet.2002，32，526-532.(b).J.Madoz-Gurpide，H.Wang，D.E.Misek，F.Brichory，S.M.Hanash.，Proteomics.2001，1，1279-1287.]微阵列生物传感器虽然在二十世纪末才刚刚起步，但如今已在基因表达、疾病检测、环境监测、预防医学、食品监督等诸多领域均有贡献，具有广阔的应用前景。

通过对表面等离子体荧光增强效应与微阵列生物传感器的完美结合，可以达到显著提高检测灵敏度的目的。其中，构建具有表面等离子体荧光增强效应的贵金属颗粒表面及控制荧光物质和金属颗粒表面之间的距离是其关键所在。已经有包括热蒸发法[参见J.R.Lakowicz，Y.Shena，S.D’Auria，J.Malicka，J.Fang，Z.Gryczynski，I.Gryczynski，Anal.Biochem.2002，301，261]、化学沉积法[参见J.R.Lakowicz，Anal.Biochem.2001，298，1.]、光诱导沉积法[C.D.Geddes，A.Parfenov，D.Roll，J.Fang，J.R.Lakowicz，Langmuir 2003，19，6236.]、电化学沉积法等多种制备等离子体荧光增强效应金属表面，但都面临着操作步骤多、重复性不好，操作复杂以及需要昂贵仪器的问题。