[发明专利]用于肿瘤蛋白和核酸标志物一体化检测的SERS传感器及其制备方法

说明书

本发明公开用于肿瘤蛋白和核酸标志物一体化检测的SERS传感器及其制备方法，所述SERS传感器包括表面修饰有四面体DNA结构的银纳米棒阵列基片和SERS探针，所述四面体DNA结构由六条DNA单链自组装而成，所述四面体DNA结构的三条棱边上有三条DNA单链分别连接三条捕获链，用于分别特异性结合核酸和蛋白标志物。本发明的SERS传感器检测核酸和蛋白的检测限分别达到阿摩尔每升量级和亚飞克每毫升量级；可实现在血清等复杂环境中多种核酸和蛋白生物标志物的一体化检测。本发明公开的传感器制备简单、检测灵敏度高、可靠性好，可实现肺癌早期极低丰度的生物标志物的高灵敏检测，同时对各种肿瘤生物标志物具有良好的普适性。

技术领域

本发明属于功能纳米材料和生物检测领域，具体涉及用于肿瘤蛋白和核酸标志物一体化检测的SERS传感器及其制备方法。

背景技术

肺癌是当今世界各国常见的恶性肿瘤，并已成为大多数国家癌症死亡的主要病因。早期筛查癌症有助于预防和及时治疗癌症。然而，癌症的典型临床表现隐匿且是无症状的，这严重限制了早期对癌症的有效筛查。在癌症的早期阶段，血液中生物标志物的浓度极低，且研究尚未发现引起特定癌症的单一不同生物标志物。通常，多个高度相关的生物标志物(如核酸和蛋白)会同时受到调控，并且不同类型的标志物(如微小核酸miRNA和蛋白)能提示疾病的不同发展阶段。开展针对核酸及蛋白标志物的一体化检测，对于实施肺癌早期检测及发病阶段判断等具有重要意义。

表面增强拉曼散射(SERS)具有超高的检测灵敏度，甚至能够实现单分子水平的检测，长期以来一直被认为是实现痕量物质高灵敏检测的强有力分析手段。SERS提供了独特的“特征”谱图，特征峰尖锐而易于分辨，适合多种物质的联合检测，很适合开发高灵敏传感器，实现同时检测多种癌症相关的生物标志物。

然而，由于核酸和蛋白不同的生物特性和检测方法，目前还没有能够同时检测蛋白和核酸的SERS传感器。

发明内容

发明目的：目前没有公开能同时用于核酸和蛋白联合检测的SERS传感器，而针对血清中多元生物标志物(如核酸和蛋白)联合检测的方法还比较匮乏。本发明所要解决的技术问题是提供了一种用于肿瘤蛋白和核酸标志物一体化检测的SERS传感器及其制备和检测方法，满足针对不同类型肺癌标志物同时高灵敏检测的需求。该传感器以银纳米棒阵列为固相基片，经表面修饰具备三条捕获臂的四面体DNA而构建得到，结合SERS探针实施检测。

本发明将检测芯片(表面修饰有四面体DNA结构的银纳米棒阵列基片)依次与待检测液体样品、SERS探针溶液混合，通过与目标生物分子结合后形成“检测芯片-目标生物分子(核酸或蛋白)-SERS探针”复合物，之后进行SERS测试，通过SERS信号强度实现对于血清中核酸或蛋白的高灵敏、特异性的传感检测。本发明同时提供了利用该SERS传感器开展血清中两种肺癌核酸标志物(miRNA-21、miRNA-486)和一种肺癌蛋白标志物(CEA)的一体化检测方法。

本发明还要解决的技术问题是提供了多生物分子(多元)检测芯片界面的生物功能化问题，满足同时识别不同类型标志物的需求。

本发明最后要解决的技术问题是提供了一种用于肺癌早期极低丰度的生物标志物(核酸或蛋白)高灵敏检测方法。

技术方案：为了解决上述技术问题，本发明提供了用于肿瘤蛋白和核酸标志物一体化检测的SERS传感器，所述SERS传感器包括表面修饰有四面体DNA结构的银纳米棒阵列基片和SERS探针，所述四面体DNA结构由六条DNA单链自组装而成，所述四面体DNA结构的三条棱边上有三条DNA单链分别连接三条捕获链，用于分别特异性结合核酸和肿瘤蛋白标志物。