热点增强的拉曼编码微球对多组分肿瘤标志蛋白同步检测与成像

自从基因组学和蛋白组学建立以来，化学和医学研究需要对痕量多组分生物分子进行同步快速鉴定和检测。近来广泛探索的荧光编码检测方法存在光谱带重叠、光漂白、共振能量转移干扰和激发系统复杂等缺点。本项目拟探索热点增强的拉曼指纹编码方法及其微球组装，发展多组分肿瘤标志蛋白的原位超灵敏同步检测与活体组织成像分析方法：（1）通过调控金属纳米粒子表面相互作用引发的组装或聚集效应，设计合成具有高密度拉曼热点的复合纳米微球，获得巨大的拉曼增强效应；（2）选择多种拉曼光谱分子对其进行编码及抗体修饰，构建基于单拉曼指纹识别的高灵敏和高选择性免疫分析检测模式，实现对血清中多组分肿瘤标志蛋白的同步检测；（3）进一步探索基于拉曼编码探针的肿瘤细胞或组织表面特征标志物的微区拉曼成像原理，发展基于光谱图像分析的定性定量与空间分布描述方法。预期成果将为多组分肿瘤标志蛋白的联合检测和医学诊断成像提供新手段和理论基础。

本项目以肿瘤细胞及其相关标志物的痕量检测为目标，发展了基于表面增强拉曼编码的检测与成像技术，实现了对多种肿瘤标志物的同步分析，以及肿瘤细胞的快速诊断。主要发现点和成果如下：（1）制备了具有单粒子拉曼读出的多层壳拉曼编码微球，实现了对三种典型肿瘤标志物（癌胚抗原、甲胎蛋白和糖原125）的超痕量同步检测；（2）构建了一种反应性拉曼探针，为细胞内自由基的成像及药物代谢的监测提供了新的手段；（3）发展了特异性靶定肿瘤细胞的表面增强拉曼纳米探针，实现了对膜表面富含叶酸受体的肿瘤细胞富集和诊断。此外，还提出了几种新颖的纳米荧光开关设计原理和制备方法，实现了对复杂环境中化学生物分子的检测与成像。上述研究工作取得了多项具有创新性和系统性的研究成果，部分研究工作已经在国际期刊Angew. Chem. Int. Ed.，Anal. Chem.，Chem. Commun.，RSC Adv. 和Analyst上发表论文13篇。2013年获得安徽省自然科学一等奖。