表面等離子體激元共振技術在阿爾茨海默病和癌癥生物標志物檢測中的應用.pdf

1、表面等離子體激元共振(Surface plasmon resonance，SPR)是一種基于表面折射率的變化而檢測金屬薄膜厚度和結構變化的物理光學現(xiàn)象。SPR傳感技術是無標記、靈敏、實時快速檢測生物分子之間相互作用的有力工具。它可以提供動力學、熱力學、濃度等相互作用的重要信息。相比于酶標記、酶聯(lián)免疫等標記方法，SPR技術具有獨特的優(yōu)勢，廣泛用于生物分子之間相互作用的研究，包括蛋白-蛋白、抗原-抗體、受體-配體、膜蛋白-受體，甚至小分子化

2、合物之間。多通道SPR傳感器可實現(xiàn)高通量檢測，拓寬該技術的應用范圍。鑒于SPR技術的諸多優(yōu)勢，本論文主要研究了SPR技術在阿爾茨海默病(Alzheimer's Disease，AD)和癌癥等重大疾病診斷中的應用，具體內容如下:
　　一.SPR技術是一種靈敏的微量分析光學技術，易受研究條件的影響，包括金屬膜的厚度、清潔程度、芯片的制備方法、分子的固定技術等，因此，相對于熒光、紫外等光譜方法，SPR技術對實驗操作和工藝條件等方面的要求

3、較高。本研究中我們首先對SPR技術的工藝條件進行了系統(tǒng)的研究和總結，包括不同芯片的制備和應用(例如PEG(polyethylene glycol)、CM-Dextran、Streptavidin、NTA等芯片），以及不同類型生物分子的固定、動力學測定等內容，為研究SPR技術在阿爾茨海默病和癌癥診斷中的應用打下基礎。
　　二.采用SPR技術實時檢測正常人和AD病人腦脊液中β-淀粉樣多肽Aβ(1-40)與Aβ(1-42)的濃度比，該比

4、值是AD早期診斷的重要依據(jù)。首先，將特異性識別Aβ(1-40)與Aβ(1-42)C端的單克隆抗體固定在SPR芯片的兩個通道上，特異性捕獲Aβ(1-40)和Aβ(1-42)，然后流動注射對Aβ(1-40)及Aβ(1-42)的N端有特異性作用的二抗-抗生素蛋白復合物進行信號放大。該方法可檢測低至20 pM的Aβ多肽。此外，AD病人腦脊液中Aβ(1-40)與Aβ(1-42)的濃度比大約是正常人的兩倍。與當前采用的酶聯(lián)免疫方法(ELISA)相比

5、，SPR方法不需要使用較昂貴的酶標記物和有致癌作用的檢測基底，并且能夠實現(xiàn)實時在線快速監(jiān)測，具有重要的臨床診斷意義。
　　三.癌癥抑制因子p53蛋白在遏止腫瘤細胞生長、DNA修復、以及細胞程序化凋亡等方面扮演著重要的角色，超過50％的癌癥病人發(fā)生了p53基因的突變，p53的突變水平反映了癌癥的進程。脫金屬硫蛋白(apo-MT)與p53之間的相互作用可能會引起p53蛋白的突變，因此，研究apo-MT與p53之間的相互作用可以為癌癥的

6、早期診斷提供重要依據(jù)。我們采用SPR技術深入研究了p53和apo-MT之間的相互作用。首先在芯片表面固定金屬硫蛋白(MT)分子，酸化后得到apo-MT，再流動注射p53分子，實時監(jiān)測apo-MT與p53之間的相互作用。結果表明，p53和apo-MT之間有較強的相互作用，這種相互作用會抑制p53與一致性雙鏈DNA的特異性作用，而且，p53和一致性雙鏈DNA的特異性作用也會抑制p53和apo-MT之間的相互作用，動力學結果表明一致性雙鏈DN