[發明專利]一種液晶型適配體生物傳感器及其制備方法和在檢測前列腺特異性抗原中的應用

在審

• 申請號: 202110573073.X
• 申請日: 2021-05-25
• 公開（公告）號: CN113406011A
• 公開（公告）日: 2021-09-17
• 發明（設計）人: 金麗虹;潘興隆;呂九宮;牟曉雨;張翔宇;李晶怡;申炳俊;夏冰;高妍
• 申請（專利權）人: 長春理工大學
• 主分類號: G01N21/21
• 分類號: G01N21/21;G01N21/17;G01N33/573
• 代理公司: 上海大邦律師事務所 31252
• 代理人: 胡紅芳

本發明涉及一種液晶型適配體生物傳感器及其制備方法和在檢測前列腺特異性抗原中的應用，所述生物傳感器包括依次排列的經一定步驟處理的上玻片、銅載網和下玻片。本發明為快速檢測前列腺特異性抗原(PSA)提供了一種新的方法，PSA液晶型適配體傳感器具有特異性好、線性范圍寬、靈敏度高、無需標記和檢測方便快捷等優點，利于廣泛應用。

技術領域

本發明涉及化學檢測技術領域，具體地，涉及一種寬線性范圍、低檢出限的前列腺特異性抗原液晶型適配體生物傳感器及其制備方法和定量檢測應用。

背景技術

前列腺特異性抗原(Prostate specific antigen，PSA)是一種由雄性激素調節的分子量約為33kDa的絲氨酸蛋白酶，這種酶是激肽釋放酶家族的一員，產生于前列腺腺體和導管的上皮細胞。作為第一個被美國FDA批準的腫瘤標志物，PSA被廣泛應用于前列腺癌患者篩查及診斷中，其對前列腺癌敏感度高達90％以上。健康的前列腺分泌到人體循環系統中的PSA濃度一般低于4.0ng/mL， 4.0ng/mL是國際通用評估前列腺癌的濃度閾值。對于前列腺切除患者，則需以更低的血清PSA濃度進行分析，若術后PSA高于0.1ng/mL則表明存在癌癥復發的風險。由于血清樣本檢測前往往需要進行稀釋，這直接導致PSA實際檢測濃度遠低于該數值。因此，血清PSA檢測方法的高靈敏度、特異性和低檢測限，對前列腺癌的篩查、診斷及預后評估至關重要。

臨床上對血清PSA的檢測方法多基于免疫學原理，如放射免疫分析法、酶聯免疫分析法和化學發光免疫分析法，這幾種方法均存在操作步驟繁瑣且反應時間較長等共性問題。近年來，發展PSA檢測的先進分析技術成為全世界重要課題之一。以抗體、多肽為特異識別分子，利用熒光、比色、動態光散射(DLS) 和電化學分析法等技術高靈敏檢測PSA方法被相繼報道，PSA檢出限可達到fg～ ng/mL。然而，抗體、多肽存在制備周期長、成本高和容易失活等問題，這在一定程度上限制了其臨床的廣泛應用。

適配體(Aptamer)是一種人工篩選出來的單鏈DNA或RNA分子，它能夠高特異性和高親和力與靶標結合，過程類似抗原-抗體的結合反應。與抗體相比，適配體作為識別元件應用于生物傳感領域具有許多優勢，如體積小、化學穩定、成本低、保存條件不苛刻等。2017年，Yang等人將適配體應用到表面增強拉曼光譜(SERS)技術中，利用磁鐵分離游離和結合的金納米粒子后，根據SERS 信號進行PSA檢測，其線性范圍5～500pg/mL、檢出限低至5.0pg/mL。2012 年，Chen等人利用共振散射光譜(RLS)法在0.13～110ng/mL線性范圍內實現PSA定量檢測，其檢出限為32pg/mL。然而，SERS和RLS兩種分析方法存在操作復雜和設備或耗材昂貴等缺點，難以實現廣泛使用。

液晶(Liquid crystal，LC)由于兼具液體流動性和固體各向異性的獨特性質而被廣泛應用于傳感器的研究。液晶型生物傳感器是利用傳感器檢測目標分子前后液晶分子在敏感膜表面的取向變化情況、液晶折射光線能力的改變，導致傳感器的顏色和亮度發生變化，從而實現對目標分子的檢測。近年來，越來越多的腫瘤標志物適配體被篩選出來，以適配體為分子識別元件、液晶分子為信號放大與換能元件構建的液晶型適配體生物傳感器為腫瘤標志物檢測提供了新的途徑。目前，僅有癌胚抗原(CEA)、甲胎蛋白(AFP)、黏蛋白(MUC1)和PSA少量腫瘤標志物液晶型適配體生物傳感器被研究。2020年，Qi等利用偶聯磁珠適配體1(Apt1)捕獲的PSA進一步結合適配體2(Apt2)，磁珠-Apt1-PSA-Apt2磁分離后，根據部分雙鏈適配體2和適配體2互補單鏈對液晶分子取向影響差異，實現PSA定量檢測，其線性范圍0.04～0.5ng/mL、檢出限為70pg/mL。該文獻報道PSA液晶型適配體傳感器存在檢測線性范圍窄，單、雙鏈適配體成本較高等問題。

本發明提供了一種具有特異性好、靈敏度高、檢測范圍寬、輕巧便攜、低成本、操作簡單以及不需要昂貴檢測儀器的PSA液晶型適配體傳感器制備及定量檢測方法，以解決上述背景技術中提出的問題。

發明內容