超痕量疾病标志物检测生物传感器研究

心力衰竭是一种常见疾病，人群中心衰的患病率约为1.5%～2.0%，急性心衰的症状为非特异性的，采用传统诊断方法难以实现快速诊断。而脑钠肽作为心衰标志物具有很高的灵敏度和特异性，其浓度检测在用于对心脏功能衰竭程度评价中是一项具有重要参考价值的实验室新指标。.本课题选择心衰最敏感和特异指标脑钠肽BNP的超痕量（检测精度优于± 4 pg/mL）快速检测作为研究切入点，集成荧光探针技术、免疫传感器技术和微流控技术，进行高灵敏、高选择性的超痕量疾病标志物现场快速检测技术研究，突破用于心衰诊断标志物BNP快速定量检测的免疫生物传感器和检测系统的关键技术，为心衰的早期诊断和治疗、降低心衰疾病的致残和致死率奠定技术基础，该技术还可拓展到其他多种超痕量疾病标志物的高灵敏度高特异性的快速检测，对于疾病诊疗具有重要的科学意义和临床价值。

疾病标志物检测在疾病快速早期诊断领域受到了高度重视。近几年来，用于低浓度生物标志物检测的许多免疫新方法和免疫传感技术已经取得了喜人的成绩，但开发简便快捷的检测技术来提高免疫分析的特异性和灵敏度仍是生物医学领域面临的技术难题。本研究基于免疫磁微球（IMM）的生物医学应用，对化学发光免疫传感技术和仪表检测技术进行了研究。主要完成以下几方面工作:.1, BNP检测方法：将亲和素包被磁微球与生物素标记的 BNP 抗体偶联制备 BNP 免疫磁微球，并对其进行了分析和表征。采用 HRP 标记 BNP 抗体与免疫磁微球对 BNP 抗原进行双抗体夹心反应，形成(免疫磁微球-BNP抗原-HRP 标记抗体)复合物。利用磁性清洗未反应的物质，加入发光底物，与HRP反应，测其光强来确定 BNP样品浓度。.2，检测仪器研制：针对生物信息检测中微弱光信号高灵敏度检测的需求，设计制作了基于FPGA的高精度光子计数检测系统，为便携式高精度光学生化检测仪的研制奠定了基础。该检测系统主要包括光电转换模块、光子计数模块和中央处理模块。.3，BNP检测：结合化学发光磁酶免疫分析技术，应用HRP-鲁米诺化学发光体系，对BNP进行了定量测定。在BNP标准品浓度范围为20～1000 pg/mL间，检测值同BNP标准品浓度间线性关系良好，线性相关系数R=0.9787，对于BNP标准品的最低检测限为20 pg/mL，灵敏度高；且检测速度快，检测时间约为20 min。采用研制的仪表在北京医院检验科进行了临床应用研究。对16例BNP临床血清样本进行了检测，并同Elecsys 2010型自动电化学发光免疫分析仪的测量结果进行了对比。结果表明，研制的仪表采用化学发光磁酶免疫技术进行BNP检测结果同Elecsys 2010型自动电化学发光免疫分析仪检测结果之间的线性相关系数R=0.9524，具有较好的线性。.4，拓展研究：肺癌作为当今世界头号癌症杀手，建立早期普查手段，提高早期诊断效果十分必要。因单项肿瘤标志物敏感度和特异度较低，因此多项肿瘤标志物联合检测是提高肿瘤诊断可行性的策略。利用生物素标记的NSE抗体、生物素标记的CYFRA21-1抗体制备相应的超顺免疫磁珠和实验室自主研发的便携式三通道光学检测仪，三个通道并行的对CEA、NSE及CYFRA21-1进行检测。