表面等離子體激元共振技術(shù)在阿爾茨海默病和癌癥生物標(biāo)志物檢測(cè)中的應(yīng)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(cè)金屬薄膜厚度和結(jié)構(gòu)變化的物理光學(xué)現(xiàn)象。SPR傳感技術(shù)是無(wú)標(biāo)記、靈敏、實(shí)時(shí)快速檢測(cè)生物分子之間相互作用的有力工具。它可以提供動(dòng)力學(xué)、熱力學(xué)、濃度等相互作用的重要信息。相比于酶標(biāo)記、酶聯(lián)免疫等標(biāo)記方法，SPR技術(shù)具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，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(shí)現(xiàn)高通量檢測(cè)，拓寬該技術(shù)的應(yīng)用范圍。鑒于SPR技術(shù)的諸多優(yōu)勢(shì)，本論文主要研究了SPR技術(shù)在阿爾茨海默病(Alzheimer's Disease，AD)和癌癥等重大疾病診斷中的應(yīng)用，具體內(nèi)容如下:
　　一.SPR技術(shù)是一種靈敏的微量分析光學(xué)技術(shù)，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(shù)等，因此，相對(duì)于熒光、紫外等光譜方法，SPR技術(shù)對(duì)實(shí)驗(yàn)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(duì)SPR技術(shù)的工藝條件進(jìn)行了系統(tǒng)的研究和總結(jié)，包括不同芯片的制備和應(yīng)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(dòng)力學(xué)測(cè)定等內(nèi)容，為研究SPR技術(shù)在阿爾茨海默病和癌癥診斷中的應(yīng)用打下基礎(chǔ)。
　　二.采用SPR技術(shù)實(shí)時(shí)檢測(cè)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(shí)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(gè)通道上，特異性捕獲Aβ(1-40)和Aβ(1-42)，然后流動(dòng)注射對(duì)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(fù)合物進(jìn)行信號(hào)放大。該方法可檢測(cè)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(dāng)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(biāo)記物和有致癌作用的檢測(cè)基底，并且能夠?qū)崿F(xiàn)實(shí)時(shí)在線快速監(jiān)測(cè)，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(xì)胞生長(zhǎng)、DNA修復(fù)、以及細(xì)胞程序化凋亡等方面扮演著重要的角色，超過(guò)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(jìn)程。脫金屬硫蛋白(apo-MT)與p53之間的相互作用可能會(huì)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(shù)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(dòng)注射p53分子，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)apo-MT與p53之間的相互作用。結(jié)果表明，p53和apo-MT之間有較強(qiáng)的相互作用，這種相互作用會(huì)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(huì)抑制p53和apo-MT之間的相互作用，動(dòng)力學(xué)結(jié)果表明一致性雙鏈DN