[01444677]基于纳米金阵列SERS特性的肿瘤标志物免疫检测技术

“基于纳米金阵列SERS特性的肿瘤标志物免疫检测技术”的研究成果是在国家自然科学基金重点国际（地区）合作研究项目（批准号：61320106014）资助下开展研究取得的,该项目是宁波大学与意大利科学院应用科学与智能系统研究所联合开发的新技术。项目执行期间,发表SCI收录文章77篇,EI收录文章8篇,获得授权发明专利10项。研究成果通过贵金属纳米结构LSPR-SERS 的特性表征和控制,作为生物分子构象变化的检测和分析手段,结合生物免疫学原理,从物理机理、制备工艺和检测技术上开展光学生物传感研究,实现生物样品（抗原,抗体）直接的特异性免疫检测,不仅为实现高通量、高准确性和高灵敏度的肿瘤标志物检测提供了一种有效的方法,快速、方便地实现癌症的早期诊断,也为现代医学的许多领域（如蛋白质组学、功能基因组学、代谢组学和毒理组学等）提供一种有力的技术手段,促进医学从“系统、血管、组织和细胞层次”向“DNA、RNA、蛋白质及其相互作用层次”的发展,在疾病诊治、新药研发、农业、环境、食品安全、国防等领域中显示出广阔的应用前景,是具有重要的科学价值和现实战略意义的前沿高新技术。 主要的研究创新如下： 1、通过优化设计贵金属纳米结构,开展局域表面等离子体共振（LSPR）和表面增强拉曼散射（SERS）的理论研究,深入理解基于贵金属纳米结构LSPR-SERS效应的生物传感机制,取得很好结果。特别是设计出增益型贵金属纳米结构,提出了一种有效的表面等离激子受激辐射放大（SPASER）的纳米体系,其SERS增强相对非增益型结构高达104倍,为基于纳米金阵列SERS特性的肿瘤标志物免疫检测技术研究奠定了重要的理论基础。 2、采用多种物理化学方法,制备新型贵金属纳米结构,开展基于贵金属纳米结构SERS效应的生物传感研究,取得重要进展。如应用电子束刻蚀技术,制备出一种由12次旋转对称性光子准晶排列的等离子体纳米腔构成的二维SERS基板,首次提出利用Podoviridae家族的噬菌体功能化等离子体准晶的方法,实现了飞摩尔灵敏度的噬菌体检测,具有创新。 3、提出多种基于贵金属纳米结构SERS特性的三明治型高灵敏度肿瘤标志物免疫检测方案,实现了人血清中蛋白类肿瘤标志物的高灵敏度免疫检测,检测极限达到fg/ml量级水平。同时,首次尝试将基于SERS的免疫测定技术与模式识别技术相结合,利用线性支持向量机（SVM）算法,分析前列腺肿瘤标志物的血清水平并给出正确分类,有效提高了诊断准确性,在癌症筛查和临床检测领域具有良好应用前景。 4、根据细胞的生物吞噬特性,通过研究人肝癌细胞（HepG2）和正常细胞（HL-7702）内吞Au纳米粒子的拉曼成像特性,结合电感耦合等离子体质谱（ICUPMS）技术提出了一种基于细胞凋亡检测的等离子体光热疗法（PPTT）,对肿瘤组织的光热治疗具有极大应用潜力。