[发明专利]一种利用表面增强拉曼光谱对结肠癌生物标志物进行检测的方法

说明书

本发明涉及一种利用表面增强拉曼光谱对结肠癌生物标志物癌胚抗原(CEA)进行检测的方法。本发明通过制备用4‑巯基苯甲酸(4‑MPBA)修饰的二维银板作为捕获血浆中糖蛋白的SERS基底。以4MBN作为一种无生物干扰的拉曼报告分子，制备出Au@4MBN@Ag NPs作为SERS探针，并用CEA抗体对Au@4MBN@Ag NPs核壳纳米探针进行修饰，以此对CEA糖蛋白实现准确识别。本发明提供的方法能够对血浆中结肠癌生物标志物癌胚抗原(CEA)进行高选择性和高灵敏度检测，测定范围为10^‑14M‑10^‑8M，对临床血清样本的回收率为105.33％‑112.00％，能够在较简便的操作下实现早期筛查，为未来在临床诊断中的应用提供了新的思路。

技术领域

本发明涉及一种利用表面增强拉曼光谱对结肠癌生物标志物进行检测的方法，属于生物医学检测技术领域。

背景技术

CEA，即carcinoembryonic antigen，是癌胚抗原的英文简称。癌胚抗原是一种糖蛋白，属于常见的肿瘤标志物，主要存在于结肠、胰脏、肝脏等组织中。由于糖蛋白对定量分析的可靠性，它们已被用作疾病诊断和预后的生物标志物。比如甲胎蛋白(AFP)作为肝细胞癌(HCC)的早期诊断生物标记物，前列腺特异性抗原(PSA)和甲胎蛋白(AFP)分别作为前列腺癌和原发性肝癌的早期诊断生物标志物，而触珠蛋白(Hp)和癌胚抗原(CEA)分别作为卵巢癌和结肠癌的预后生物标记物，都具有重要的临床价值。

传统的复杂样品中CEA检测的主要分析方法有电化学方法、荧光方法和酶联免疫吸附试验等，其中酶联免疫吸附试验被认为是“金标准”。然而，这些方法需要复杂的样品制备和昂贵的设备。因此，对CEA的检测亟需要一种低成本且具有良好的灵敏度和准确性的方法。

近年来，表面增强拉曼光谱(SERS)是一种新兴的振动光谱技术，因其优势而成为超灵敏的生物检测平台。SERS作为一种重要的分析方法，因它具有指纹光谱，适用于无损数据采集测试，使研究人员可以在不损坏材料的情况下记录数据。同时，由于SERS免疫传感器具有稳定性和敏感性等显著优势，使其在肿瘤标志物监测中具有重要意义。但由于CEA在体内所处的环境极为复杂且含量极低，在定量检测方面存在很大挑战，因此需要提高CEA的信号强度并通过特异性识别来排除其他信号的干扰。

目前针对CEA的检测原理主要有两种，其一是通过血液学检测癌胚抗原的数值，其二则是通过免疫组织化学方法进行检测，根据抗原抗体相结合的原理观察肿瘤细胞或检测病变部位是否出现阳性表达。专利CN102636649B中公布了一种基于抗体功能化磁性纳米材料和上转换荧光纳米材料检测癌胚抗原的试剂盒，该方法主要利用抗原抗体结合原理稀土上转换荧光纳米材料的光转换性能实现CEA的定性、定量检测。该法具有检测稳定性好，背景光及自发荧光干扰小，特异性高的优势。但该法在检测过程中需要近红外光器激发，检测设备成本高，且目前还存在上转换发光荧光量子产率低，制备小粒径上转换荧光材料困难等问题。专利CN101609096B中公布了一种肺癌标志物检测免疫层析试纸的制备方法，该法通过制备了一种免疫层析试纸对CEA进行检测，具有操作简单，成本低的优势，但其难以实现较为准确的定量检测，且检测灵敏度与SERS法也具有一定差距。

发明内容

为了解决现有技术中的难题，本发明制备了二维免疫分析底物，结合Au@4MBN@AgNPs作为表面增强拉曼散射探针，构建了一种检测CEA的高灵敏度和有效性的表面增强拉曼散射夹心免疫分析系统。通过4-MPBA修饰的二维银板作为基底捕获血浆中的糖蛋白，再以经CEA抗体修饰的Au@4MBN@Ag NPs核壳纳米探针来特异性识别CEA糖蛋白，通过内标分子的放大信号实现对CEA的检测。并通过4-MPBA和4MBN双信号分子的标定模型可以避免环境中其他糖蛋白大分子的干扰，从而实现CEA的定量检测。

本发明的技术方案如下：