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生物标志物多元检测技术研究新进展

高通量生物检测特别是生物标志物的检测是精准医疗的重要研究内容。得益于高通量生物检测技术的发展,生物医学大数据逐渐成为生物医学领域的热点,同时生物医学大数据的获取又反过来对生物检测技术提出了新的要求。例如,多种多样的生物标志物需要被准确定量。然而,它们在样本中的含量高低不一,往往跨越皮克/毫升到亚毫克/毫升。现有的多元标志物检测技术往往无法同时具备高灵敏度和宽线性范围,这就导致待测样品需要浓缩或者稀释处理,从而增加了大数据的获取成本,降低了数据的产生速度。


最近,东南大学生物电子学国家重点实验室赵祥伟教授(点击查看介绍)课题组提出了利用表面增强拉曼散射(SERS)纳米标签在单个反蛋白石光子晶体微球上进行多元蛋白质标志物检测的分析方法,为高灵敏度宽线性范围多元生物标志物检测提供了新的解决方案。相关研究成果2017年12月18日在线发表于ACS Applied Materials & Interfaces 杂志,博士生刘兵是该论文的第一作者。

图1 基于SERS纳米标签和反蛋白石结构水凝胶微球的多元蛋白质标志物检测。图片来源:ACS Appl. Mater. Interfaces


在该研究中,他们将多种捕获抗体固定于具有反蛋白石光子晶体结构的聚丙烯酰胺水凝胶微球上,然后捕获待测蛋白质标志物,并与SERS纳米标签编码的检测抗体反应,最后采集微球的拉曼光谱,对编码拉曼光谱进行解码获取蛋白质标志物的信息。由于SERS纳米标签的超高灵敏度和水凝胶微球的多孔光子晶体结构,这种检测方法对AFP和CEA的最低检测限(LOD)分别达到了3.6 和 1.9 fg/mL,而线性范围达到了6个数量级,远远高于常规的检测方法。更重要的是,这种方法只需要一次拉曼光谱采集,就可以获得多种生物标志物的信息,大大提高了检测效率并降低了检测成本。


该研究也是赵祥伟课题组前期研究工作(Nanoscale, 2016, 8, 17465-17471; ACS Sens., 2017, 2, 1035-1043)的进一步拓展,得到了国家自然科学基金和江苏省科技支撑计划等项目的支持,为高通量生物标志物检测以及大数据的获取方法提供了新的思路。在组合化学、体外诊断、食品安全和环境监测等领域具有广泛的应用前景。


该论文作者为:Bing Liu, Di Zhang, Haibin Ni, Delong Wang, Liyong Jiang, Degang Fu, Xiaofeng Han, Chi Zhang, Hongyuan Chen, Zhongze Gu, Xiangwei Zhao

原文(扫描或长按二维码,识别后直达原文页面,或点此查看原文):

Multiplex Analysis on a Single Porous Hydrogel Bead with Encoded SERS Nanotags

ACS Appl. Mater. Interfaces, 2017, DOI: 10.1021/acsami.7b14942


导师介绍

赵祥伟

http://www.x-mol.com/university/faculty/47851


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