电子版开题报告表

1、青岛科技大学开题表学科、专业分析化学研究方向生化分析导师张书圣日期2012 年 10 月 13 日题目表面增强光谱技术在肿瘤标志物检测中的应用研究1、选题的目的及意义（实用价值、理论意义）：肿瘤是严重人类生命和健康的恶性疾病之一，肿瘤标志物作为肿瘤的一项重要 指标，其检测对疾病的早期与治疗，以及预后具有十分重要的意义。目前发现的肿瘤标志物已有 100 多种，由于体内肿瘤标志物的含量一般非常低，常规的检测方法很难对其进行精确定量。放射免疫分析法是肿瘤标志物检测的主要方法，但这种方法存在操作复杂、测定结果不稳定、试剂保存时间短、放射性污染、仪器昂贵等诸多缺点。表面增强光谱（SERS）具有很高的灵敏

2、度，操作简单，同时具备了一些其他分析检测方法所没有的优点，比如分辨率高、水干扰小、稳定性好等，在单分子检测、痕量分析以及高灵敏度检测等方面引起人们的广泛关注。作为检测肿瘤标志物的一种重要分析方法，表面增强光谱技术将为肿瘤的早期以及愈后的监测起到更为重要的作用。本课题采用表面增强光谱技术，结合切刻内切酶、DNA 聚合酶等工具酶的特有性质，基于核酸适体与目标分子的特异性结合作用，建立 DNA、蛋白质和肿瘤细胞等多种肿瘤标志物高灵敏度、高选择性检测的新方法。所建立的方法有望用于其他代谢物、蛋白质，以及生物辅助因子的检测，在高通量药物筛选，体外，细胞内活性物质的研究等方面具有广泛的应用前景。2、选题的

3、背景（国内外研究动态）：目前，通过免疫分析测定中肿瘤标志物的含量是肿瘤和病情的主要手段，但是，传统的通过免疫分析测定中肿瘤标志物的免疫分析方法步骤繁琐、耗时较长，难以实现自动化和原位检测。近年来，国内外的围绕肿瘤疾病的与微转移研究，提出了一系列肿瘤细胞及其免疫表达检测新方法。Nie 小组25设计了一种巯基化 PEG 包埋的金纳米颗粒 SERS 标记物，他们将其称为第三代 SERS 标记物。这种探针由粒径约为 60 nm的纳米金、活性分子和巯基化 PEG 三部分组成。这种巯基化 PEG 保护的纳米金颗粒可以在高浓度电解质溶液以及中稳定存在而不发生团聚，并且利用修饰有不同功能基团的 PEG(如 H

4、S-PEG-COOH)可以使这种探针成为有效进行抗体、DNA 等具有特异识别能力分子修饰的。相对于第二代标记物，这种标记物使用巯基化 PEG 可以包埋不含有巯基或异硫根的活性分子(如结晶紫、碱性品红)，并且可以有效溶液中的分子到达金的表面。这样就大大拓展了活性分子在 SERS 探针中的应用，可以根据需要(如需要发生、近红外光激发等)方便选用不同的活性分子。本实验基于在金纳米粒子表面修饰了标记有的 DNA了生物条码，结合磁性微球的易分离性，基于酶切循环放大技术来检测溶菌酶的含量。基本原理是：利用表面增强光谱（SERS）的检测具含有信号的生物条码。在磁珠上修饰含有溶菌酶适体的发卡结构的 DNA，随

5、后加入生物条码与之杂交组装成 MB-DNA-生物条码发光探针复合物，当体系中存在溶菌酶时，生物条码会被其竞争进入溶液，同时，向溶液中加入引物 DNA，被磁珠上接合的溶菌酶适体 DNA 捕获，在加入剪切酶和聚合酶后，会得到溶菌酶适体的互补链与溶菌酶，它们会继续与 MB-DNA-生物条码发光探针复合物反应出生物条码，这样形成酶切循环，通过磁性分离，获得含有生物条码发光探针的溶液，最后连有 DNA 的磁珠对溶液中的信号捕获，进而进行表面增强光谱（SERS）扫描，实现溶菌酶的检测。3、结合科研课题及主要研究内容：继续本领域研究前沿，查阅收集和总结与本课题有关的国内外的研究成果。实验过程中优化实验条件与

6、步骤，优化纳米金生物条码的步骤，对纳米金的粒径，探针 DNA 的浓度，得出高信号的纳米金生物条码的原料配比。以表面增强光谱检测基于酶切循环试验方案的可行性。改变剪切酶、聚合酶的含量，改变体系反应温度，反应时间选择最佳的反应条件。改变溶菌酶的浓度，基于表面增强光谱对实验结果进行检测，检测溶菌酶的含量。4、试验设计方案：本文建立了一种基于循环放大技术利用表面增强检测溶菌酶含量的方法：比较自组装基底信号放大效果；缓冲液 PH 对循环放大的影响；生物条码原料配比对信号的影响：观察信号分子在不同浓度下所的生物条码对信号强度的影响，得出最优配比；做空白实验对照，验证实验可行性；优化各种实验条件，得出最优反

7、应时间，各种药品浓度；用表面增强检测仪梯度检测不同浓度溶菌酶含量，绘制工作曲线。5、目前进展情况：已建立以基于循环放大与生物条码技术的 SERS 光谱检测 ssDNA 方法的研究；比较加强基底的信号加强效果；研究缓冲溶液 PH 对反应体系的影响；比较了不同浓度下 ssDNA 含量所对应的增强信号，结果呈良好的线性工作曲线。6、预期达到研究结果（将有何创造和新见解）：对所基于循环放大与生物条码技术的 SERS 光谱检测溶菌酶方法的反应机理进行研究。开展基于核酸适体纳米探针的 SERS 光谱检测溶菌酶新方法的研究；不同浓度溶菌酶的表面增强信号工作曲线：在选定的最佳条件下，对不同浓度的溶菌酶的信号进定，得到工作曲线。导师意见同意开题。导师签字：张书圣2012 年 10 月 13 日通过情况开题通过，可