[发明专利]一种可靶向触发和自校准的适配体SERS传感器高精度检测人体血液中肿瘤标志物的方法

说明书

本发明公开了一种可靶向触发和自校准的适配体SERS传感器高精度检测人体血液中肿瘤标志物的方法。首先，制备不同粒径的金纳米粒子，进一步合成带有静默区信号内标的金银核壳纳米颗粒。而后，将制备好的纳米粒子功能化，修饰上适配体DNA及带有拉曼报道分子的互补DNA链。接着，利用DNA自组装特性将两种纳米粒子连接后，合成利用适配体连接的核壳纳米核卫星SERS传感器模型。最后，在适配体SERS传感器中加入不同浓度的肿瘤标志物，由于核酸适配体能特异性识别目标蛋白，可触发核壳纳米核卫星组件解体，导致拉曼探针分子信号的下降。我们利用内标分子的信号对拉曼探针分子的信号进行动态校正，实现灵敏、可靠、准确的定量检测。

技术领域

本发明属于生物医学肿瘤标志物检测领域，具体涉及一种可靶向触发和自校准的适配体SERS传感器高精度检测人体血液中肿瘤标志物的方法。

背景技术

癌症是全球第二大死亡原因，2016年约有六分之一的死亡病例是由癌症引起的。液体活检是一种极具潜力的肿瘤体外微创诊断新技术，其通过检测患者血液（尿液、唾液等）中游离的肿瘤相关物质来实现肿瘤的筛查诊断、疗效评估、预后监测。目前，液体活检的主要检测对象包括：肿瘤循环细胞（CTC）、肿瘤循环DNA（ctDNA）、蛋白分子等。其中，蛋白分子是液体活检中的一类重要物质，在肿瘤的发生和增殖过程中，可由肿瘤细胞本身产生或由机体对肿瘤细胞反应而产生，因此常规蛋白分子的异常表达以及特异性蛋白分子的特征表达，与肿瘤的早期病变、进展状况、预后效果紧密相关。因此，蛋白肿瘤标志物的检测在临床上得到了广泛的应用。目前，血液中肿瘤标志物的检测方法有一些，主要包括化学发光免疫法、荧光法、比色法、酶联免疫吸附法（ELISA）等。尽管这些方法具有可接受的准确性和宽广的动态反应范围，但仍存在一些缺点，例如，化学发光免疫的选择性容易受到环境的影响。对于荧光法，其信号易受光漂白影响，导致测量过程中信号波动，比色法虽然简单快速，但不能提供准确的定量，ELISA是临床上最常用的各种生物标志物检测方法，但需要克服劳动强度大、耗时长、程序复杂等一些缺点。因此，探索一种快速、灵敏、准确、方便的策略，提高蛋白肿瘤标志物的检测效率，将具有迫切的临床价值。

近来，表面增强拉曼光谱技术作为一种新型的、功能强大的传感技术逐渐兴起。由于激光束激发的表面等离子体共振效应，吸附在金属纳米结构表面或接近金属纳米结构表面的目标物的拉曼信号将被强烈增强，从而使其具有超灵敏的检测能力，甚至可以达到单分子水平。除了灵敏度高的优点外，SERS还继承了传统拉曼光谱的许多特点，如指纹和非侵入式检测。除了灵敏度上的优点，SERS还继承了传统拉曼光谱的许多特点，如分子“指纹”特性和非侵入式检测。此外，与常用的荧光和近红外光谱方法相比，SERS还表现出许多优点，包括抗光漂白和光毒性，较窄的谱宽允许多路检测，以及没有水的干扰等。由于这些突出的特点，SERS在化学、材料科学、生物化学和生命科学等领域得到了广泛的应用，特别是基于SERS技术的各种新型生物传感器，由于其在高选择性、高灵敏度检测人体体液中肿瘤标志物方面具有良好的应用前景，引起了人们的极大关注。

发明内容

本发明介绍了一种基于核心卫星结构的适配体辅助SERS传感平台，利用识别释放机制检测肿瘤标志物（PSA）。以嵌入拉曼报告分子为内标，合成了一种金属核壳型纳米粒子(Ag@IS@Au)，通过拉曼探针和内标分子的强度比实现SERS信号的动态校准。另外，这些IS分子的SERS信号位于1800-2300 cm^-1的拉曼光谱区域，避免了与内源分子和拉曼探针信号的重叠。因此，这些信息系统的使用将大大提高基于卫星的SERS生物传感器的稳定性和准确性。此外，拉曼探针作为对目标的指示，被牢固地固定在由上述准备好的核心和外部卫星形成的“热点”区域，以产生稳定而强烈的SERS信号，这将提高该传感模型的灵敏度。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种基可靶向触发和自校准的适配体SERS传感器高精度检测人体血液中肿瘤标志物的方法，利用可靶向触发和自校准的适配体SERS传感器，通过免疫方法捕获蛋白肿瘤标志物后测量拉曼标记分子的信号，实现对肿瘤标志物的高精度、高特异性SERS检测;