[发明专利]一种检测PCA3的硅基级联双环谐振腔芯片的制备方法

说明书

本发明公开了一种检测PCA3的硅基级联双环谐振腔芯片的制备方法，属于级联双环谐振腔传感技术领域，本发明通过在硅基级联双环谐振腔芯片中的传感环表面依次修饰环氧基硅烷、葡聚糖薄膜、PCA3基因探针，制备了检测PCA3的硅基级联双环谐振腔芯片，以修饰葡聚糖薄膜增加了PCA3基因探针的固定量，提高了芯片与PCA3特异性结合的量，增强硅基级联双环谐振腔传感器对PCA3的响应信号，实现对PCA3的高灵敏性选择性检测。本发明无需荧光或发光基团的标记，制作的检测PCA3的芯片，有望在前列腺癌的诊断和治疗中广泛地应用。

技术领域

本发明涉及级联双环谐振腔传感技术领域，具体涉及一种检测PCA3的硅基级联双环谐振腔芯片的制备方法。

背景技术

前列腺癌是当前威胁全世界男性健康的主要恶性肿瘤之一，在欧美国家，其发病率已连续多年居男性恶性肿瘤发病率首位，死亡率居第二位。近几十年来，随着我国人口老龄化和饮食结构的改变，我国前列腺癌发病率也呈逐年上升趋势。前列腺癌基因3(prostate cancer gene 3，PCA3)是一种在前列腺癌组织中高表达的非编码RNA，对前列腺癌检测具有高度特异性，可反应前列腺癌进展情况，是目前已知的诊断前列腺癌的重要的生物学标志物之一。前列腺按摩能使少量前列腺细胞进入尿液，对尿液细胞中的PCA3基因表达量进行检测就能实现前列腺癌的早期筛查并可避免过度穿刺活检，减轻患者的疼痛。前列腺癌的疑似患者中有相当一部分是50岁以上的老年男性，对于该部分疑似患者而言，前列腺癌活检无疑是相当大的痛苦，更有甚者无法进行前列腺活检，PCA3基因检测则能够轻松解决该部分患者的问题。因而，PCA3的检测对前列腺癌早期诊断与及时治疗有着重要的意义。

迄今为止，为了及早发现及治疗前列腺癌，国内外研究人员对PCA3的检测开展了很多研究，主要包括:RT-PCR荧光定量法、化学发光法、磁性纳米微粒介导法、侧流分析(LFA)条分析法等，例如，文献“DD3(PCA3)-based molecular urine analysis for thediagnosis of prostate cancer”采用时间分辨荧光定量RT-PCR分析方法测定尿样中的PCA3，文献“APTIMA PCA3 molecular urine test development of a method to aid inthe diagnosis of prostate cancer”利用标记有化学发光分子的DNA探针进行特定目标捕获检测PCA3，文献“磁性纳米微粒介导的尿前列腺癌抗原3检测诊断前列腺癌的价值”用磁性纳米微粒介导法检测PCA3。其中：RT-PCR荧光定量法具有很高的灵敏度，但由于这种方法存在需要专业技术人员的操作、苛刻的实验条件以及较长的周转时间等一些无法克服的局限性，这严重限制了它们在低资源环境中的应用。此外，由于热循环放大步骤具有错误地非特定放大污染物的风险，可能会出现假阳性结果，测试的敏感性和特异性并不理想。侧流分析(LFA)条，因其使用方便、检测时间短、成本低、易于大规模生产等优点而备受关注。但是，这种方法在定量分析方面有一些局限性，而且灵敏度较低。化学发光法需要进行标记具有化学发光性能的基团，磁性纳米微粒介导法需要借助磁性纳米粒子。因此，为了对前列腺癌进行更精准的早期诊断，有必要寻求PCA3定量分析的新方法。

光学生物传感器由于其高灵敏度、抗电磁干扰、电绝缘性好等优势，有着巨大的商业前景。同时随着生物学、材料学、微电子学、光电子学等技术的迅速发展，光学生物传感器逐步向微型化、批量化、智能化、商品化的方向发展，应用范围日益扩大，已深入临床诊断、环境监测、食品安全等各个领域。硅基级联双环谐振腔传感器是光学生物传感器中的一种，其利用待测液浓度或者其他特性的改变使环形谐振腔波导的有效折射率发生变化，进而引起谐振腔谐振波长或功率强度变化，通过分析谐振波长的变化量或功率强度变化量来得到待测液的基本信息。目前已有利用级联双环谐振腔传感器检测IgG、睾酮、黄体酮等生物化学物质的报道，但是，基于硅基级联双环谐振腔检测PCA3还未见有报道。