[發明專利]生物標志物檢測系統

有效

• 申請號: 201780045273.X
• 申請日: 2017-07-21
• 公開（公告）號: CN110199192B
• 公開（公告）日: 2023-01-17
• 發明（設計）人: 孫玲玲;威利·NG;周曉東;坦恩·意·王;伊·辛·利奧
• 申請（專利權）人: 淡馬錫理工學院;新加坡科技研究局;陳篤生醫院私人有限公司
• 主分類號: G01N21/64
• 分類號: G01N21/64;G01N21/552
• 代理公司: 成都超凡明遠知識產權代理有限公司 51258
• 代理人: 魏彥;洪玉姬

公開了一種局部表面等離子體共振(LSPR)納米柱組件。LSPR組件用于在生物標志物附著到量子點時感測生物標志物的存在。LSPR組件包括基板和陣列。該陣列包括LSPR納米柱和附著到納米柱的聚合物間隔物。LSPR組件還包括附著到至少一個聚合物間隔物的抗體。在LSPR組件中，通過改變聚合物間隔物的單體單元的數量來選擇聚合物間隔物和抗體的組合高度，使得當與生物標志物和量子點一起使用時，量子點處于納米柱的預定距離處。

技術領域

本公開涉及一種生物標志物檢測系統及其部件，其用途以及檢測生物標志物的方法。特別地，本公開涉及一種納米柱組件，包括這種組件的芯片，以及在檢測生物標志物中采用該芯片的系統。

背景技術

敗血癥(膿毒癥)是由人類免疫系統對感染的過度反應引起的，并且可能由組織低灌注、器官功能障礙或低血壓而引起死亡。在美國每兩分鐘就有一次由敗血癥引起的死亡，其每年共有258000例死亡，高于前列腺癌、乳腺癌和獲得性免疫缺陷綜合癥(AIDS)的總和。在新加坡，全部死亡的17％是由于敗血癥。在全球范圍內，其每年導致超過8百萬例死亡。然而，通過按時診斷可以防止由于敗血癥的死亡率的約80％，并且在治療上每小時的延遲將使死亡率增加8％。目前，用于診斷敗血癥的“金標準”是血液培養。然而，運行血液培養以檢測敗血癥的問題是，運行測試需要大約2-3天并且需要大量血液樣品。此外，該測試的準確性不高：假陽性率約為30％，并且假陰性率約為50％。

正在研究生物標志物作為用于敗血癥診斷的替代方案。降鈣素原(PCT)被鑒定為響應細菌感染的早期和高度特異性的生物標志物。PCT是作為激素降鈣素的前體的116氨基酸的肽。在健康個體的血流中，PCT水平低于0.05ng/ml。它在細菌感染發作后2-4小時內上升，并在感染解決后迅速下降。PCT升高的幅度和持續時間與感染嚴重程度和預后診斷相關。在敗血癥的早期階段，PCT水平通常大于0.5-2ng/ml。隨著敗血癥的發展，PCT值可以達到10和100ng/ml之間，或者在個別情況中相當地更高。這使得能夠在這些各種臨床狀況和嚴重的細菌感染(敗血癥)之間進行診斷區分。值得注意的是，1ng/mL和1mg/mL的PCT值對應于10-12％和96％的可能性的敗血癥患者。

用于PCT檢測的當前技術是有限的。只有基于化學發光免疫測定(CLIA)的免疫系統SIEMENS(西門子)ADVIA Centaur XP和ADVIA Centaur CP以及基于兩步雙位點夾心式電化學發光免疫測定(ECLIA)的Roche Diagnostics cobas e601、e602和e411免疫系統可以運行PCT測定。這樣的免疫系統的缺點是其體積龐大、成本高，并且需要經訓練的專業操作者。這些系統的龐大意味著它們不是便攜式的和方便使用的，特別是在需求最大的農村地區和初級護理應用中。運行這些測定也是高度勞動密集的過程，具有長的溫育(潛伏)期(約2h)且昂貴。

例如，Tan Tock Seng醫院多年來一直使用自動化的Roche Diagnostics cobas e601。因為測試是基于實驗室的，除了測定時間之外，從樣品到結果的實際周轉時間可能是幾小時到幾天。目前，測試機器龐大且昂貴，并且需要專業技術知識才能在集中測試中心中操作。

因此，需要臨近的醫師，按時檢測PCT。

通常希望開發一種用于在診所、急診室和病房中的PCT檢測的高度靈敏和選擇性的系統，以使醫生能夠以臨床相關的及時方式做出關鍵決定。

通常希望克服或緩解上述困難中的一個或多個，或至少提供有用的替代方案。

發明內容

本發明人鑒定了在生物標志物的檢測中基于局部表面等離子體共振(LSPR)的生物傳感器的可能性。LSPR生物傳感器提供了快速檢測，并且操作簡單。在光的照射下在金屬納米結構上生成LSPR，光的能量可被納米結構吸收并在其表面上引起集體電子電荷振動。