侧向流动控制SERS快速检测脑卒中生物标志物MMP-9、S100-β和NSE

来源 :泰山医学院 | 被引量 : 0次 | 上传用户:yuandt
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研究目的:脑卒中是由于脑血管突然破裂或因血管阻塞导致血液供应障碍而引起脑组织损伤的一组疾病,包括出血性和缺血性卒中,具有高发病率、高致残率及高死亡率的特点。对于大多数脑卒中患者,从影像学上可以明确地找到病灶,判断脑损伤的程度,并且可以客观地评估预后,但部分患者因为病情危重无法实施影像学动态观察,亟待一种快速灵敏的生物学检测方法辅助脑卒中的诊断。近年来临床研究发现,血清基质金属蛋白酶-9(MMP-9)、S100-β蛋白和神经元特异性烯醇化酶(NSE)可作为评价再灌注改善的实验室生化指标,有助于脑卒中的早期诊断、评估病情严重程度和临床预后。目前酶联免疫吸附试验(ELISA)和免疫印迹试验(Western blot)等方法检测生物标志物,通常操作耗时、样本量大,检测仪器昂贵,尚不能作为快速、低成本和易于操作的临床诊断分析工具。与传统的免疫分析方法相比,表面增强拉曼散射(SERS)技术在复杂样品体系中具有较好的抗干扰能力,SERS技术还具有良好的稳定性、方便性、重现性和多目标检测能力,已成为生物医学分析的一种强大而灵敏的分析技术。因此,研制一种侧向流动控制SERS的免疫试纸条,可用于定量分析低浓度范围脑卒中生物标志物MMP-9、S100-β和NSE,该方法操作简单,快速,敏感性高,为即时检测脑卒中生物标志物提供可能性,有助于评估脑卒中患者的病情及预后。研究方法:开发了一种用于脑卒中快速检测的多复路SERS免疫试纸条。首先制备出空心Au-Ag双金属纳米球(HGNs@Ag);其次,5,5’-二硫代双(2-硝基苯甲酸)(DTNB)修饰HGNs@Ag,制备出具有SERS性能的纳米探针;再将制备好的SERS探针与标记抗体连接,制备出免疫标记的SERS纳米探针:HGNs@Ag@DTNB@MMP-9、HGNs@Ag@DTNB@S100-β和HGNs@Ag@DTNB@NSE;最后,制备出脑卒中生物标志基底探针固定的试纸条。用三条检测线分别检测MMP-9、S100-β和NSE生物标志物,并在测试线上记录拉曼强度的变化进行超灵敏度的定量检测。通过优化实验条件,包括运行缓冲液的类型、运行缓冲液中的牛血清白蛋白(BSA)量和加载在共轭垫上的免疫标记SERS探针的量,以实现对三种脑卒中生物标志物的超高灵敏度检测。使用不同批次的SERS免疫试纸条分别进行MMP-9、S100-β和NSE的检测,并评估SERS免疫试纸条中三种脑卒中生物标志物之间的交叉反应。采集脑卒中患者血液样本分别进行ELISA和SERS免疫试纸条检测,比较两种检测结果的线性相关性。研究结果:MMP-9、S100-β和NSE的检出限分别为0.84 pg/m L、0.63 pg/m L和0.55 pg/m L,而MMP-9、S100-β和NSE在人体的临床检出范围分别为0.01-400 ng/m L、0.01-40ng/m L和0.02-80 ng/m L。使用不同批次的SERS免疫试纸条分别进行MMP-9、S100-β和NSE的检测,结果相互吻合良好。多复路SERS免疫试纸条交叉反应可以忽略不计,交叉反应越小,说明SERS免疫试纸条的特异性越好。采集脑卒中患者血液样本分别进行ELISA和SERS免疫试纸条检测,两种检测的结果具有良好的线性相关性。研究结论:(1)使用不同批次的SERS免疫试纸条分别进行MMP-9、S100-β和NSE检测,从三个独立试验中获得的MMP-9、S100-β和NSE检测结果相互吻合良好,说明SERS免疫试纸条具有良好的可靠性和重现性。(2)多复路SERS免疫试纸条之间的交叉反应可以忽略不计,表明该试纸条的特异性较好。(3)SERS免疫试纸条检测MMP-9、S100-β和NSE,与ELISA的结果具有良好的线性相关性,保证临床应用的可靠性和稳定性。与ELISA相比,定量SERS试纸条具有超灵敏、快速、低成本、使用方便、无需样品预处理和专业人员检测等优点。
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