电化学免疫传感器在肿瘤标志物检测中的应用研究

【摘要】癌症,仍是人类主要的死亡原因。虽然恶性肿瘤的治疗技术在不断进步,但迄今为止,恶性肿瘤的早期发现、早期诊断和早期治疗仍然是治疗恶性肿瘤最有效的手段。从筛选的角度来讲,早期诊断癌症的最有效的方法是通过血液检查,寻找肿瘤标志。随着生物学技术的发展及研究的深入,人们发现许多肿瘤早期标志物的一个最显著的特点是其在血清中浓度非常低。传统的检测肿瘤标记物的方法,如：ELISA、放射免疫和荧光免疫法等,具有操作时间长,辐射及光污染严重,且灵敏度不够高等缺点。近年来发展起来的化学发光免疫检测和电化学发光免疫检测以及蛋白芯片技术则进一步推动了临床检测技术的发展,但它们本身还存在一定的缺点有待于进一步解决。因此,发展高灵敏的免疫分析技术对于肿瘤标志物的检测有着至关重要的意义。生物传感器的崛起使免疫测定技术有了一次大的飞跃,电化学免疫传感器是利用抗原和抗体间的高度特异性结合的原理,将免疫分析法和电化学传感技术相结合构建而成的一项新方法,因为传感器具有灵敏度高、分析速度快、操作简便、低成本、低能耗等特点,被广泛应用于临床诊断领域,并逐渐成为非常有潜力的检测技术之一。现今,基于免疫分析法结合免疫传感器的研制成为检测肿瘤标志物的研究新兴技术。大量研究用于研发操作简便易行的传感器。尽管这个领域的很多技术已经具有很多优势,但是寻求一种更加简便,灵敏度更高,选择性更好的检测方法仍然是现代医学检验和生物医学研究领域的研究热点。本论文以肝癌血清标志物—甲胎蛋白为检测对象,构建了种具有高灵敏性的电化学免疫传感器,并对其临床结果进行了初步评价,主要内容如下：1.成功构建了一种基于单抗多抗夹心体系的高灵敏、制备简单的便携式多通量电化学免疫传感阵列并用于AFP定量检测。采用物理吸附的方法将捕获探针抗体固定在印刷电极芯片上,用更简单的方法得到了比共价耦联更好的抗体组装效率及抗体组装量。随后在靶蛋白和信号探针及多克隆抗体分别反应后,酶标二抗就可以连接,利用便携式多通道电化学仪检测辣根过氧化物酶催化底物的氧化还原电流就可以实现检测。在此基础上,又引入了Poly-HRP放大技术,将标记有羊抗兔IgG的超分子多聚HRP酶复合物作为信号的载体,可有效增强免疫反应电流响应的信号,提高了传感器的检测灵敏度。实验结果对AFP检测限达到56pg/ml,同时有两个线性范围,低浓度区间为64p-1000p,高浓度区间为1n-250n。该传感器具有灵敏度高、线性范围宽等特点,实现了微量AFP的定量检测。表明该传感器在HCC的诊断及AFP检测方面具有进一步的应用前景。2.成功构建了一种基于双单抗多抗夹心体系的灵敏度高、制备简单的便携式多通量电化学免疫传感阵列并用于血清中AFP的定量检测。不仅降低了背景,同时进一步提高了检测灵敏度。在此工作中,将捕获探针单抗通过简单的物理吸附固定在印刷电极芯片上,靶蛋白和信号探针及生物素化的单抗分别反应后,链霉亲和素(streptavidin)-HRP通过与生物素亲和连接在印刷电极表面,利用便携式多通道电化学仪检测辣根过氧化物酶催化底物的氧化还原电流就可以进行检测。在此基础上,又再引入了Poly-HRP放大技术,将标记有streptavidin的超分子多聚HRP酶复合物作为信号放大的载体,可有效增强免疫反应电流响应信号,提高传感器的检测灵敏度。对AFP检测限达至34pg/ml,同时有两个线性检测范围,低浓度区间为64p-1000p,高浓度区间为1n-500n.而目前多应用的一般ELISA试剂盒检测限仅为ng/ml级别。电化学发光法的检测限也只为605pg/ml。该免疫传感器具有良好的重现性,特异性和稳定性。将该免疫传感器用于人血清中AFP的检测,并与ELISA法的检测结果比较,结果表明该免疫传感器与经典的ELISA法的测定结果具有良好相关性。表明该免疫传感器可较好的应用于人血清中的直接检测。敏感性高、特异性强、检测快速、成本低廉的特点使得该传感器在肿瘤标志物的诊断方面具有很好的应用价值及发展前景。另外该免疫传感器可以同时进行16个血清样本的检测。这种快速、灵敏、省时、高效的检测肿瘤标记物的方法为临床上肿瘤的诊断提供了一个新的平台。
【作者】李胜昔；
【导师】沈锡中；
【作者基本信息】复旦大学，内科学，2012，博士
【关键词】原发性肝癌；肿瘤标志物；甲胎蛋白；电化学免疫传感阵列；

【参考文献】
[1]吴艳叶.组合防伪包装决策系统设计[D].西安理工大学,包装工程,2004,硕士.
[2]倪树敏.导弹产品以可靠性为中心的维修分析研究[D].哈尔滨工业大学,企业管理,2013,硕士.
[3]付广柱.注射成形制备Cu/Al_2O_3复合材料工艺研究[D].中国矿业大学,机械制造及其自动化,2014,硕士.
[4]张龙.公司司法解散制度之实证研究[D].中国政法大学,民商法学,2014,硕士.
[5]程彬彬.二维压差式矢量水听器多目标方位估计方法研究[D].西北工业大学,水声工程,2004,硕士.
[6]柳国松.MPCVD法制备石墨烯的研究[D].武汉工程大学,2014.
[7]孙丽霞.PACG小梁切除术后视盘结构及视野改变的研究[D].吉林大学,临床医学,2013,硕士.
[8]庄勇.九智航空有限公司飞行员劳动争议防范研究[D].吉林大学,工商管理,2012,硕士.
[9]余婷.课改时代乡村中学语文教学存在的问题及出路[D].湖南师范大学,课程与教学论,2014,硕士.
[10]文婕.华裔美国文学中“纸”的生态批评研究[D].长沙理工大学,英语语言文学,2013,硕士.
[11]李德龙.基于山区道路的危险品运输路径决策及运输管理研究[D].长安大学,载运工具运用工程,2014,硕士.
[12]张学龙.小箱梁的梁格划分及虚拟横梁刚度分析研究[D].长安大学,桥梁与隧道工程,2013,硕士.
[13]任立石.多陷波超宽带天线及宽频带平面微带反射阵设计[D].西安电子科技大学,电磁场与微波技术,2012,硕士.
[14]于爱水.21世纪初期河南省新设城市研究[D].河南大学,人文地理学,2004,硕士.
[15]周和平.真核表达载体pcDNA3.0-Cx43的构建及其在MSC中的表达[D].第四军医大学,外科学,2004,硕士.
[16]刘江涛.“腰痛定注射液”硬膜外腔注射对家兔化学性腰神经根炎的影响[D].湖北中医学院,中医骨伤科学,2004,硕士.
[17]李国斌.注浆成型制备高性能氮化硅陶瓷技术研究[D].南京理工大学,材料工程,2012,硕士.
[18]周璟.甘氨酸/高岭石及纳米银/高岭石复合物的形成与制备研究[D].浙江大学,材料科学与工程,2013,硕士.
[19]王圣楠,王锐,张冬冬,曾丽金,王小伟,郭延军,裘晓辉.氧化/还原石墨烯的结构和局域电学性质研究[A].中国化学会.中国化学会第27届学术年会第04分会场摘要集[C].中国化学会:,2010:1.
[20]银美霞.深化县级财政国库管理改革的研究[D].内蒙古大学,公共管理,2014,硕士.
[21]孙娜.论我国检察机关参与行政公益诉讼制度构建[D].安徽大学,法律,2013,硕士.
[22]葛昕.数据挖掘在Web使用模式中的研究和应用[D].广西大学,2003.
[23]张建勇.构建科学发展示范区科技创新支撑体系研究[D].成都理工大学,科学技术哲学,2013,硕士.
[24]宋颖.埃贡·席勒线的抽象表现性研究[D].沈阳师范大学,美术,2013,硕士.
[25]刘绍新,王建民,金昌赫,刘占杰,张国富.大庆长垣油田主城区高精度三维地震激发技术[J].石油地球物理勘探,2010,S1:30-34+239+246-247.
[26]毛琦敏.数据仓库在医院应用的研究[J].医学研究生学报,2005,04:358-360.
[27]付金华.当代大学生感恩教育的协同创新研究[D].河北师范大学,马克思主义基本原理,2012,硕士.
[28]高爱晟.中等职业技术学校学生自主管理模式初探[D].福建师范大学,教育,2003,硕士.
[29]王啸天.民办高校新生挫折及其应付方式的研究[D].华东师范大学,应用心理学,2003,硕士.
[30]宋一鸣.基于声发射的煤与瓦斯突出预测研究[D].辽宁工程技术大学,控制理论与控制工程,2012,硕士.
[31]汪宏年,其木苏荣.阵列感应测井资料的快速迭代反演[J].石油地球物理勘探,2002,06:644-652+660.
[32]孟钢.汽轮发电机组的故障诊断及状态检修[D].大连理工大学,机械工程,2003,硕士.
[33]赵子超.多振子串联压电发电装置的设计与实验研究[D].吉林大学,机械设计及理论,2013,硕士.
[34]王西文.精细储层预测技术在油田开发中的应用[J].石油地球物理勘探,2005,02:209-218+123-252.
[35]单宝臣.威海几种灾害性天气统计特征与个例分析[D].兰州大学,气象学,2012,硕士.
[36]颜菲.试论白居易的女性观[D].湘潭大学,中国古代文学,2003,硕士.
[37]戴南,吉根林.分布式决策树算法研究与实现[J].南京师范大学学报(工程技术版),2005,04:46-48.
[38]张雪峰.古代文化常识与中学古典散文小说阅读教学研究[D].内蒙古师范大学,学科教学（专业学位）,2012,硕士.
[39]蒋瑞虔.流动人口统筹管理信息系统的设计与实现[D].河北师范大学,计算机技术,2013,硕士.
[40]邵先成.认知理论视角下的中国南海问题研究[D].山东师范大学,国际政治,2013,硕士.
[41]肖南.电子商务环境下客户关系管理的设计与实施策略[D].大连理工大学,2002.
[42]丁丽.MIMO雷达稀疏成像的失配问题研究[D].中国科学技术大学,通信与信息系统,2014,博士.
[43]付静静.基于点、线、面层次的干线公路交通运行状态评价指标分析[D].长安大学,交通运输规划与管理,2013,硕士.
[44]李安音.初中音乐课体验式教学模式的探究[D].河北师范大学,学科教育,2014,硕士.
[45]李向明.传统技术分析无效实证与方法改进[D].湖南大学,2003.
[46]王秀丽,李正文,胡泽春.高压配电网无功/电压的日分段综合优化控制[J].电力系统自动化,2006,07:5-9.
[47]李世哲.乌头类中药禁忌配伍的抗氧化活性研究[D].长春师范大学,分析化学,2013,硕士.
[48]张村峰,卞奇侃,蒋军成.基于“事故树-层次分析法”的高校学生宿舍火灾风险分析[J].中国安全生产科学技术,2011,10:100-105.
[49]陈红洁.薏苡仁粳米粥治疗湿热痹阻型类风湿关节炎的临床疗效观察[D].福建中医药大学,中西医结合临床,2013,硕士.
[50]陈国皎.山西高校大学生心理健康问题研究[D].山西财经大学,教育经济与管理,2014,硕士.