[发明专利]一种超灵敏SERS免疫传感器的制备方法及其在宫颈癌血清生物标志物检测的应用

说明书

一种超灵敏SERS免疫传感器的制备方法及其在宫颈癌血清生物标志物检测的应用，该免疫传感器不仅具有良好的特异性识别性能，而且具有低检测极限和良好的重复性。将其成功应用于健康受试者、CIN 1、CIN 2、CIN 3及宫颈癌患者血清中survivin和OPN的检测，并通过ELISA验证了检测结果的可靠性。总之，这种敏感的SERS免疫传感器在宫颈癌早期筛查中具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明涉及一种超灵敏SERS免疫传感器的制备方法及其在宫颈癌血清生物标志物检测的应用，属于宫颈癌检测技术领域。

背景技术

宫颈癌是最常见的妇科癌症之一，对妇女的健康构成了严重威胁。宫颈癌的早期筛查和准确诊断与有效治疗密切相关，从而提高患者的生存率。但是，在早期阶段，没有典型临床症状的宫颈癌患者很难被诊断。因此，迫切需要具有高灵敏度和特异性的用于早期筛查的新型诊断工具。如今，检测技术已经取得了长足的进步，监测肿瘤标志物的变化可以筛查和诊断癌症。生存素(survivin)是凋亡蛋白家族的成员，它不仅抑制肿瘤细胞凋亡，而且还促进其增殖和侵袭的能力。骨桥蛋白(OPN)是一种分泌的糖蛋白，在各种生理和病理过程(包括肿瘤的发生和发展)中起着重要的作用。根据survivin和OPN的生物学特性，它们的血清水平在肿瘤发生过程中会发生变化，可以被认为是肿瘤筛查和诊断的生物标志物。

目前，已开发出酶联免疫吸附试验(ELISA)、比色法、化学发光免疫测定(CLIA)和局部表面等离振子共振(LSPR)来检测肿瘤标志物。尽管这些方法具有一些优势，但高成本，费时和复杂的反应条件限制了它们的临床应用。表面增强拉曼散射(SERS)是一种方便，快速且超灵敏的传感技术，由于其独特的光谱指纹图谱，在单分子水平上的高选择性和灵敏性，已被广泛用于生物标志物的定量分析。特别地，窄线宽的SERS光谱特征峰有利于同时采集不同被分析物的信号，提高检测效率并节省检测成本。Yang的小组报告了基于SERS的免疫测定的实际应用，该测定实现了对铁蛋白抗原的定量检测。Ma等研究人员开发了由Fe₃O₄@TiO₂@Ag核壳纳米粒子探针和金纳米线底物组成的SERS免疫结构，用于检测癌症患者血清样品中的PSA和AFP，结果精确至pg/mL。这些表明，SERS技术在检测生物标志物方面非常有前途。

拉曼信号的大幅增强是SERS技术实现高灵敏度检测的关键。目前，人们普遍认为SERS信号的放大是由于等离子体纳米材料表面等离子体共振(SPR)激发的局域电磁场增强。电磁场最强的区域称为“热点”。金属纳米颗粒之间的纳米级间隙形成强的局部电磁场，这对于获得SERS“热点”特别有益。为了获得高密度的“热点”，研究人员已经将各种形态的纳米材料组装到基底中。这些SERS基底主要分为：无序或高度有序。可重复性是定量检测方法的另一个重要因素。与无序的SERS基底相比，高度有序的SERS基底由于其出色的信号均匀性和可重复性而保证了数据的可靠性。此外，与无机物质(抗生素，农药等)的检测相比，生物标志物的检测对SERS底物的生物传感活性还有其他要求。SiO₂微球和金纳米颗粒(AuNPs)具有成本低，制备简单和生物相容性高的优点。通过将它们组装成有序的SERS底物，不仅增加了“热点”的密度，而且还促进了免疫活性蛋白的进一步功能化。SERS探针的特异性得益于拉曼报告分子的独特指纹图谱，这使SERS技术可以实现对不同分析物的同时分析。Au-Ag纳米壳(Au-AgNSs)是空心无孔球形结构，内表面和外表面均具有SPR效应，这有利于增强表面电磁场并显示出优异的SERS性能。此外，Au-Ag合金结构的化学稳定性可确保其SERS活性。Au-AgNSs在SERS探针的制备中具有很高的应用前景。

发明内容

本发明的目的是针对上述现有技术的不足，提供基于高密度热点Au@SiO2阵列基底和Au-Ag纳米壳探针的SERS免疫传感器及其在宫颈癌血清生物标志物的超灵敏检测的应用。