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【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及生物医学检测与等离激元超表面生物芯片领域,具体涉及基于高特异性外泌体膜蛋白的癌症超表面生物检测芯片。
技术介绍
1、传统的癌症诊断和筛查技术包括成像检查,如超声或核磁共振成像,同时结合组织活检。但这些方法通常具有侵入性、耗时且昂贵的特点,并且主要局限于大型医院的实验室中心,无法有效检测早期癌症。目前,ct是评价肿瘤的首选影像学检查方法,但是部分癌症在影像上的表现存在相似性,导致二者的的鉴别存在困难。血清肿瘤生物标志物的检测也是诊断各种癌症早筛的重要手段。
2、外泌体是直径范围约为40至160nm的细胞外囊泡(evs)。当人体患有癌症时,恶性肿瘤细胞会释放大量的外泌体,导致血清中外泌体浓度的升高,因此外泌体可以作为癌症的体外诊断生物标志物。外泌体含有细胞膜常规的四跨膜蛋白,如cd9、cd63、cd81等,但是各种癌症肿瘤细胞都会释放外泌体,所以外泌体四跨膜蛋白并不足以区分癌症的具体种类。而大量研究发现,磷脂酰肌醇蛋白聚糖-3(gpc3)、gpc1、psma会分别在肝癌组织、胰腺癌组织和前列腺癌组织来源的外泌体中特异性高表达,特异性外泌体被视为理想的诊断和治疗靶点。因此联合外泌体四跨膜蛋白抗体和特异性外泌体抗体不仅可以检测出是否患有癌症还可以鉴定具体的癌症种类。如cd63和gpc3可以极大地提高检测肝癌的灵敏度并分辨肝癌和胆管癌。
3、化学发光免疫测定法(clia)和酶联免疫吸附法(elisa)已被广泛用于定量检测血清中的肿瘤标志物。然而这两种技术也存在一些缺点,例如费用昂贵,体积大,操作复杂,
技术实现思路
1、为解决现有技术存在的问题,本专利技术的第一方面提出一种基于高特异性外泌体膜蛋白的癌症超表面生物检测芯片,包括盖板、等离激元超表面芯片体、微流控底板和玻璃基板,所述盖板、所述微流控底板和所述玻璃基板从上到下依次粘合,所述微流控底板表面凹陷形成检测室,所述等离激元超表面芯片体嵌入所述检测室中,所述等离激元超表面芯片体包括至少一种第一等离激元超表面芯片体和至少一种第二等离激元超表面芯片体,所述第一等离激元超表面芯片体包括第一mua,部分所述第一mua与一种外泌体四跨膜蛋白抗体连接;所述第二等离激元超表面芯片体包括第二mua,部分所述第二mua与一种特异性外泌体抗体连接。
2、进一步地,所述第一等离激元超表面芯片体包括第一等离激元超表面结构,所述第一mua设置在所述第一等离激元超表面结构上,部分所述第一mua与一种所述外泌体四跨膜蛋白抗体连接,未与所述外泌体四跨膜蛋白抗体连接的其余第一mua被第一bsa封闭;所述第二等离激元超表面芯片体包括第二等离激元超表面结构,所述第二mua设置在所述第二等离激元超表面结构上,部分所述第二mua与一种所述特异性外泌体抗体连接,未与所述特异性外泌体抗体的其余第二mua被第二bsa封闭。
3、进一步地,所述检测室有多个,一个所述检测室至多放置一个所述等离激元超表面芯片体,不同检测室内放置有不同的所述等离激元超表面芯片体。
4、进一步地,所述外泌体四跨膜蛋白抗体为anti-cd63、anti-cd9或anti-cd81。
5、进一步地,所述特异性外泌体抗体为anti-gpc3、anti-gpc1或anti-psma。。
6、进一步地,所述等离激元超表面芯片体由硅基底和金膜复合而成,为周期性纳米洞阵列复合结构。
7、进一步地,所述等离激元超表面芯片体通过纳米压印、等离子体刻蚀、电子束蒸镀金膜制备,随后切割而成。
8、本专利技术提出的一种基于高特异性外泌体膜蛋白的癌症超表面生物检测芯片,其利用了高特异性的外泌体膜蛋白,联合外泌体四跨膜蛋白抗体和特异性外泌体抗体,可用于检测是否患癌及癌症种类,且将等离激元超表面和微流控结合,多个检测室可同步并行使用,解决单种标志物特异性差、而多重标志物联合检测总时间必须大大延长的问题,实现了等离激元超表面联合检测多重血清外泌体,提高了检测效率和准确率,同时具有成本低、便携、高特异性、高通量、低样本量等优势。
9、本专利技术的第二方面提出一种癌症超表面生物检测芯片的制备方法,制备本专利技术第一方面提出的基于高特异性外泌体膜蛋白的癌症超表面生物检测芯片,步骤包括:
10、s8.1:将mua乙醇溶液注入所述检测室,使所述等离激元超表面芯片体形成自组装mua单层,然后将mua乙醇溶液排出,将去离子水注入所述微流控底板的微流通道和所述检测室进行彻底清洗;
11、s8.2:将含edc和nhs的混合溶液注入所述微流通道,使溶液充满所述检测室,激活所述mua单层,然后注入去离子水溶液清洗;安装集成光纤探针,垂直测量反射光谱,实时监测共振波长;
12、s8.3:将外泌体四跨膜蛋白抗体溶液和特异性外泌体抗体溶液分别注入不同的所述检测室,使溶液充满所述检测室,抗体与mua连接并固定;随后注入pbs溶液清洗所述微流通道和所述检测室;
13、s8.4:注入bsa封闭s3中未与所述抗体连接的mua,使溶液充满所述检测室,再注入pbs溶液清洗所述微流通道和所述检测室,得到经功能化的基于高特异性外泌体膜蛋白的癌症超表面生物检测芯片。
14、本专利技术提出的一种癌症超表面生物检测芯片的制备方法,将癌症超表面生物检测芯片生物功能化,使其具有检测外泌体四跨膜蛋白抗体和特异性外泌体的能力。
15、本专利技术的第三方面提出一种癌症超表面生物检测芯片的使用方法,使用本专利技术第一方面提出的基于高特异性外泌体膜蛋白的癌症超表面生物检测芯片,步骤包括:
16、s9.1:安装集成光纤探针,垂直测量反射光谱,实时监测共振波长;
17、s9.2:注入待测样本,使待测样本充满所述检测室,随后注入去离子水清洗并完成光谱测量。
18、进一步地,所述检测室有多个,所述微流控底板设置有与多个所述检测室连通的多条微流通道,多个所述检测室和多条所述微流通道并行同步使用。
19、本专利技术提出的一种癌症超表面生物检测芯片的使用方法,用基于高特异性外泌体膜蛋白的癌症超表面生物检测芯片检测待测样本,利用集成光纤探针观察、测量共振波长,并通过计算共振波长的偏移量,实时监测生物分子的亲和力结合,从而检测待测样本中是否含有外泌体四跨膜蛋白抗体和特异性外泌体。
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1.基于高特异性外泌体膜蛋白的癌症超表面生物检测芯片,其特征在于,包括盖板(1)、等离激元超表面芯片体(2)、微流控底板(3)和玻璃基板(4),所述盖板(1)、所述微流控底板(3)和所述玻璃基板(4)从上到下依次粘合,所述微流控底板(3)表面凹陷形成检测室,所述等离激元超表面芯片体(2)嵌入所述检测室中,所述等离激元超表面芯片体(2)包括至少一种第一等离激元超表面芯片体和至少一种第二等离激元超表面芯片体,所述第一等离激元超表面芯片体包括第一MUA,部分所述第一MUA与一种外泌体四跨膜蛋白抗体连接;所述第二等离激元超表面芯片体包括第二MUA,部分所述第二MUA与一种特异性外泌体抗体连接。
2.根据权利要求1所述的基于高特异性外泌体膜蛋白的癌症超表面生物检测芯片,其特征在于,所述第一等离激元超表面芯片体包括第一等离激元超表面结构,所述第一MUA设置在所述第一等离激元超表面结构上,部分所述第一MUA与一种所述外泌体四跨膜蛋白抗体连接,未与所述外泌体四跨膜蛋白抗体连接的其余第一MUA被第一BSA封闭;
3.根据权利要求1所述的基于高特异性外泌体膜蛋白的癌症超表面生
4.根据权利要求2所述的基于高特异性外泌体膜蛋白的癌症超表面生物检测芯片,其特征在于,所述外泌体四跨膜蛋白抗体为anti-CD63、anti-CD9或anti-CD81。
5.根据权利要求2所述的基于高特异性外泌体膜蛋白的癌症超表面生物检测芯片,其特征在于,所述特异性外泌体抗体为anti-GPC3、anti-GPC1或anti-PSMA。
6.根据权利要求1所述的基于高特异性外泌体膜蛋白的癌症超表面生物检测芯片,其特征在于,所述等离激元超表面芯片体(2)由硅基底和金膜复合而成,为周期性纳米洞阵列复合结构。
7.根据权利要求1所述的基于高特异性外泌体膜蛋白的癌症超表面生物检测芯片,其特征在于,所述等离激元超表面芯片体(2)通过纳米压印、等离子体刻蚀、电子束蒸镀金膜制备,随后切割而成。
8.一种癌症超表面生物检测芯片的制备方法,其特征在于,制备如权利要求1-7中任意一项中所述的基于高特异性外泌体膜蛋白的癌症超表面生物检测芯片,步骤包括:
9.一种癌症超表面生物检测芯片的使用方法,其特征在于,使用如权利要求1-7中任意一项中所述的基于高特异性外泌体膜蛋白的癌症超表面生物检测芯片,步骤包括:
10.根据权利要求9所述的一种癌症超表面生物检测芯片的使用方法,其特征在于,所述检测室有多个,所述微流控底板(3)设置有与多个所述检测室连通的多条微流通道,多个所述检测室和多条所述微流通道并行同步使用。
...【技术特征摘要】
1.基于高特异性外泌体膜蛋白的癌症超表面生物检测芯片,其特征在于,包括盖板(1)、等离激元超表面芯片体(2)、微流控底板(3)和玻璃基板(4),所述盖板(1)、所述微流控底板(3)和所述玻璃基板(4)从上到下依次粘合,所述微流控底板(3)表面凹陷形成检测室,所述等离激元超表面芯片体(2)嵌入所述检测室中,所述等离激元超表面芯片体(2)包括至少一种第一等离激元超表面芯片体和至少一种第二等离激元超表面芯片体,所述第一等离激元超表面芯片体包括第一mua,部分所述第一mua与一种外泌体四跨膜蛋白抗体连接;所述第二等离激元超表面芯片体包括第二mua,部分所述第二mua与一种特异性外泌体抗体连接。
2.根据权利要求1所述的基于高特异性外泌体膜蛋白的癌症超表面生物检测芯片,其特征在于,所述第一等离激元超表面芯片体包括第一等离激元超表面结构,所述第一mua设置在所述第一等离激元超表面结构上,部分所述第一mua与一种所述外泌体四跨膜蛋白抗体连接,未与所述外泌体四跨膜蛋白抗体连接的其余第一mua被第一bsa封闭;
3.根据权利要求1所述的基于高特异性外泌体膜蛋白的癌症超表面生物检测芯片,其特征在于,所述检测室有多个,一个所述检测室至多放置一个所述等离激元超表面芯片体(2),不同检测室内放置有不同的所述等离激元超表面芯片体(2)。
4.根据权利要求2所述的基于高特异性外泌体膜蛋白的癌症超...
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