CN111521598A - 一种基于留置针的仿生型拉曼基底及其制备和应用 - Google Patents

一种基于留置针的仿生型拉曼基底及其制备和应用 Download PDF

Info

Publication number
CN111521598A
CN111521598A CN202010354254.9A CN202010354254A CN111521598A CN 111521598 A CN111521598 A CN 111521598A CN 202010354254 A CN202010354254 A CN 202010354254A CN 111521598 A CN111521598 A CN 111521598A
Authority
CN
China
Prior art keywords
indwelling needle
hose
solution
raman substrate
substrate based
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202010354254.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN111521598B (zh
Inventor
牟忠德
韩晶晶
狄文忆
高瀚
刘宝喜
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Jiangsu Cancer Hospital
Original Assignee
Jiangsu Cancer Hospital
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Jiangsu Cancer Hospital filed Critical Jiangsu Cancer Hospital
Priority to CN202010354254.9A priority Critical patent/CN111521598B/zh
Publication of CN111521598A publication Critical patent/CN111521598A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111521598B publication Critical patent/CN111521598B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/62—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
    • G01N21/63—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light optically excited
    • G01N21/65—Raman scattering
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
    • B81C—PROCESSES OR APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS
    • B81C1/00—Manufacture or treatment of devices or systems in or on a substrate
    • B81C1/00349—Creating layers of material on a substrate
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y15/00—Nanotechnology for interacting, sensing or actuating, e.g. quantum dots as markers in protein assays or molecular motors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y40/00—Manufacture or treatment of nanostructures

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Medicinal Preparation (AREA)

Abstract

本发明提供了一种基于留置针的仿生型拉曼基底，该基底包括留置针软管和附着层，附着层包括聚多巴胺膜和单层二氧化硅纳米粒子，在单层二氧化硅纳米粒子表面吸附有特异性肿瘤标记物探针，并用牛血清白蛋白分子封闭纳米粒子表面多余位点。其制备方法包括1)盐酸多巴胺在留置针软管表面形成聚多巴胺膜；2)聚多巴胺膜表面吸附单层二氧化硅纳米粒子；3)肿瘤标记物探针吸附到二氧化硅纳米粒子表面，并用牛血清白蛋白分子封闭纳米粒子表面多余位点。该基于留置针的仿生型拉曼基底可以应用于患者血液中肿瘤标记物的检测，安全性好，不会给患者带来负担，能够反映长时间内血液中特定肿瘤标记物的平均水平。

Description

一种基于留置针的仿生型拉曼基底及其制备和应用
技术领域
本发明涉及一种基于留置针的仿生型拉曼基底及其制备和应用，属于生物医学研究 和临床检测诊断技术领域。
背景技术
恶性肿瘤仅次于心脑血管疾病，成为致死率最高的疾病之一，严重威胁人类健康。据最 近发表在CA:A Cancer Journal for Clinicians上的一篇文章“CancerStatistics,2020” 显示，美国癌症死亡率从1991年到2017年下降29％，2016年到2017年下降2.2％，出现最 大年度降幅。该研究指出推广癌症早期筛查以及新型疗法对降低死亡率意义重大。
近几年来，肿瘤标记物因为在癌症演变过程中出现时间早、容易反复获取以及方便检测 等优点，成为癌症早发现早预防的重要参考物，针对肿瘤标记物的早期检测可大大提高生存 率与降低死亡率。肿瘤的发生、增殖是一个逐渐演变的过程，肿瘤标记物(TumorMarker) 指的是在肿瘤发生的过程中由肿瘤细胞直接合成、分泌或其他组织自身产生的与肿瘤密切相 关的一类活性物质，主要由癌基因表达生成的抗原蛋白质、核酸、激素、酶以及其他一些活 性物质。目前针对肿瘤标记物已发展出多种检测手段，如放射免疫检测法、酶联免疫法分析 法(ELISA)、荧光免疫分析法、化学发光免疫分析法(CLIA)、质谱分析法、标记扩增深度 测序(TAM-Seq)、磁珠乳液扩增(BEAMing)等等。然而临床采用的分子层面的血清学检查 技术不能反映患者血液中肿瘤标记物的长期平均含量。另外，像放射免疫检测有潜在的放射 危害，ELISA及CLIA等分析方法需要二次标记，步骤繁琐，质谱需要的设备较为昂贵等。因 此，实现肿瘤出现早期低浓度肿瘤标记物的快速、高灵敏检测，提高恶性肿瘤早期临床诊断 水平非常重要，也仍然是一项挑战。
发明内容
技术问题：本发明的目的是提供一种基于留置针的仿生型拉曼基底及其制备和应用， 该技术能够确保检测阵列牢牢的吸附在留置针软管上，不受使用过程中的影响。留置针 使用过程中能精准捕获且富集血液中肿瘤标记物，最终实现快速高效检测。
技术方案：为实现上述目标，本发明提供了一种基于留置针的仿生型拉曼基底，该基 底包括留置针软管和留置针软管外表面附着层，附着层包括聚多巴胺膜和单层二氧化硅 纳米粒子，其中聚多巴胺膜吸附在留置针软管的外表面，单层二氧化硅纳米粒子吸附在聚多巴胺膜上，在单层二氧化硅纳米粒子表面吸附有特异性肿瘤标记物探针，并用牛血 清白蛋白分子封闭纳米粒子表面多余位点。
其中：
所述的留置针软管是指用于输液、输药，并且能在患者体内留置1小时以上的所有不同规格、不同类型的留置针的留置针套管或透明导管部分。
所述的聚多巴胺膜呈现黑色，贴附在留置针的导管上，厚度为30～200nm，含有丰富的伯胺、仲胺以及儿茶酚化学基团。
所述的单层二氧化硅纳米粒子中，二氧化硅纳米粒子为实心二氧化硅纳米粒子或介 孔二氧化硅纳米粒子，纳米粒子的直径为50～200nm。
所述的特异性肿瘤标记物探针为能够特异性识别癌基因表达的一种或多种抗原蛋 白质、核酸、激素或酶的抗体或RNA探针。
本发明还提供了一种上述基于留置针的仿生型拉曼基底的制备方法，该方法包括以 下步骤：
1)在弱碱性溶液中加入盐酸多巴胺溶液，之后将留置针软管浸泡其中，旋转软管，盐酸多巴胺氧化自聚合在软管表面形成一层聚多巴胺膜；
2)将表面接枝有氨基或巯基的二氧化硅纳米粒子分散在弱碱性溶液中，制成质量分数为5～15％的二氧化硅纳米粒子胶体溶液，之后将步骤1)得到的表面有聚多巴胺膜 的留置针软管浸泡在胶体溶液中，旋转软管，在聚多巴胺膜表面形成牢固的单层二氧化 硅纳米粒子；
3)将表面吸附有单层二氧化硅纳米粒子的留置针软管置于特异性肿瘤标记物探针 溶液中，在单层二氧化硅纳米粒子表面吸附肿瘤标记物探针分子，最后再封闭纳米粒子表面多余位点，得到所述的基于留置针的仿生型拉曼基底。
其中：
步骤1)和步骤2)中所述的弱碱性溶液是由氨水或氢氧化钠或Tris(三(羟甲基)氨基甲烷)配置而成的pH值为8.0～9.0的水溶液；步骤1)和步骤2)中所述的旋转 软管是指在常温常压条件下顺时针或逆时针旋转软管，转速为10～50转/分钟，时长为1～24小时。
步骤1)所述的在弱碱性溶液中加入盐酸多巴胺溶液中，盐酸多巴胺溶液的浓度为2～20mg/ml，弱碱性溶液与盐酸多巴胺溶液的体积比为0.5:1～2:1。
步骤2)所述的所述的表面接枝有氨基或巯基的二氧化硅纳米粒子中，二氧化硅纳米粒子表面通过化学偶联法接枝氨基或巯基。
步骤2)所述的在聚多巴胺膜表面形成牢固的单层二氧化硅纳米粒子中，其原理是聚多巴胺的儿茶酚基团与氨基或巯基在弱碱性条件下发生麦克加成反应和/或席夫碱反应，通过化学耦合在聚多巴胺膜表面吸附单层二氧化硅纳米粒子。
步骤3)所述的在单层二氧化硅纳米粒子表面吸附肿瘤标记物探针分子，最后再封闭纳米粒子表面多余位点，是指通过化学偶联方法将肿瘤标记物探针分子与二氧化硅纳米粒子偶联，之后经磷酸盐缓冲液清洗后用牛血清白蛋白封闭多余位点，具体过程如下：将吸附有单层二氧化硅纳米粒子的留置针软管在旋转状态下浸泡在3～5wt％的戊二醛水溶液中2～5h，然后经磷酸盐吐温20缓冲液冲洗多次以去除多余戊二醛；然后将留置针 软管浸泡在50～200μg/ml肿瘤标志物探针磷酸盐缓冲液中，2～4℃条件下过夜；最后 将留置针软管浸泡在0.8～1wt％的牛血清白蛋白溶液中封阻，再用磷酸盐缓冲液去除多 余的牛血清白蛋白分子，得到所述的基于留置针的仿生型拉曼基底，并置于温度为2～6℃ 的磷酸盐缓冲液中备用。
所述的通过化学偶联方法将肿瘤标记物探针分子与二氧化硅纳米粒子偶联中，化学 偶联方法是氨基与醛基的缩合反应。
本发明还提供了一种上述基于留置针的仿生型拉曼基底的应用方法，该拉曼基底应 用于患者血液中肿瘤标记物的检测，具体操作如下：将吸附有肿瘤标记物探针的留置针软管经常规穿刺操作，留置于患者血管中，探针会不断捕获患者血液中的目标肿瘤标记物；留置1～7天后，将留置针软管取出，经磷酸盐缓冲液冲洗、粒径为20～30nm的 银纳米粒子溶胶中银染5min～6h、磷酸盐缓冲液再次冲洗后进行拉曼检测捕获肿瘤标 记物拉曼信号，即可判定患者血液中的肿瘤标记物种类与含量。
有益效果：本发明是以聚多巴胺以及二氧化硅纳米粒子制备基于留置针的仿生型拉 曼基底，用来检测血液中的肿瘤标记物，与现有技术相比，本发明具有以下优势：
1、由于使用了仿生的聚多巴胺材料，生物相容性好，且可以让制备的拉曼基底紧紧吸附在留置针软管表面，不会因为穿刺或血液冲刷而掉落，保证了使用时的患者安全；
2、软管表面吸附单层二氧化硅纳米粒子，进一步提高生物相容性，还能隔绝聚多巴胺对肿瘤标记物拉曼信号的干扰；二氧化硅纳米粒子在留置针软管周期性排布，有增 强肿瘤标记物的拉曼信号的效果，信号重复性也较好提高了检测信号的重复性；
3、在留置针软管表面制备的拉曼基底，不影响留置针的正常使用，不给患者带来额外负担，比抽血检测更能准确反映长时间下患者血液中肿瘤标记物的平均含量。
附图说明
图1为本发明提供的基于留置针的仿生型拉曼基底的整体示意图；
图2是图1中的穿刺针部分沿AA直线的截面图；
图3为基于留置针的仿生型拉曼基底的电子显微镜图，其中A是留置针软管，B为单层二氧化硅纳米粒子；
图中：1为留置针软管、2为留置针软管内部的钢针、3为附着层，3a为聚多巴胺 膜，3b为单层二氧化硅纳米粒子。
具体实施方式
本发明提供了一种基于留置针的仿生型拉曼基底及其制备和应用，该种留置针安全 性好，不会给患者带来负担，能够反映长时间内血液中特定肿瘤标记物的平均水平。以下结合实施例和附图对本发明作进一步的描述，但本发明不局限于下述实施例。
实施例1
一种基于留置针的仿生型拉曼基底，该基底包括留置针软管1(留置针型号为24GY&Z，0.7mm×19mm)和留置针软管1外表面附着层3，附着层3包括一层厚度为30nm 的黑色聚多巴胺膜3a和粒径为50nm的实心单层二氧化硅纳米粒子3b，其中聚多巴胺 膜3a吸附在留置针软管1的外表面，其含有丰富的伯胺、仲胺以及儿茶酚化学基团， 单层二氧化硅纳米粒子3b吸附在聚多巴胺膜3a上，在单层二氧化硅纳米粒子3b表面 偶联吸附甲胎蛋白(AFP，原发性肝癌或生殖胚胎性肿瘤标记物)抗体，并用牛血清白 蛋白分子封闭纳米粒子表面多余位点。
其制备方法如下：
1)取用一种留置针作为制备衬底，型号为24G Y&Z，0.7mm×19mm；
2)在留置针软管1表面聚合形成聚多巴胺膜3a：将浓度为2mg/ml的盐酸多巴胺 与pH值为8.0的氨水溶液按体积比1:1混合；然后将留置针软管1浸泡在混合溶液中， 在常温常压条件下顺时针旋转软管(转速为10转/分钟，反应时间为1小时)，反应结 束后使用超纯水多次冲洗软管以去除未反应的盐酸多巴胺，在留置针软管1外表面吸附 有一层厚度为30nm的黑色聚多巴胺膜3a；
3)吸附单层二氧化硅纳米粒子3b：将表面接枝氨基的直径为50nm的实心二氧化硅纳米粒子粉末分散在pH值为9.0的氢氧化钠溶液中，形成质量分数为5％二氧化硅纳 米粒子胶体溶液，然后将表面具有聚多巴胺膜3a的留置针软管1浸泡在该胶体溶液中， 在常温常压条件下顺时针旋转软管(转速为50转/分钟，反应时间为24小时)，待反应 结束后使用超纯水多次冲洗软管以去除多余的二氧化硅纳米粒子，得到吸附有单层二氧 化硅纳米粒子3b的留置针软管1；
4)偶联甲胎蛋白抗体：将吸附有单层二氧化硅纳米粒子3b的留置针软管1在旋转状态下浸泡在3wt％的戊二醛水溶液中2h，然后经磷酸盐吐温20缓冲液冲洗多次以去 除多余戊二醛；然后将软管浸泡在50μg/ml甲胎蛋白抗体磷酸盐缓冲液中，2℃条件下 过夜；最后将软管浸泡在0.8wt％的牛血清白蛋白溶液中封阻多余位点，再用磷酸盐缓冲 液去除多余的牛血清白蛋白分子；得到偶联甲胎蛋白抗体的留置针软管1，然后置于温 度为6℃的磷酸盐缓冲液中备用。
一种基于留置针的仿生型拉曼基底的应用，该拉曼基底应用于捕获血液中的甲胎蛋 白以及鉴定其含量，具体操作如下：将拉曼基底经消毒、穿刺操作，留置于患者静脉血管中，患者正常使用该留置针输液、输药等，留置时间1天，然后从患者体内取出的留 置针软管1，用磷酸盐缓冲液冲洗三次，浸泡在新鲜制备的直径为20nm的银纳米粒子 溶胶中5min，用磷酸盐缓冲液冲洗留置针软管1三次以去除多余的银纳米粒子，然后 置于拉曼光谱仪下检测甲胎蛋白信号强度，与标准溶液曲线对比推算得到甲胎蛋白在血 液中的浓度。
实施例2
一种基于留置针的仿生型拉曼基底，该基底包括留置针软管1(留置针型号为22GY&Z，0.9mm×25mm)和留置针软管1外表面附着层3，附着层3包括一层厚度为80nm 的黑色聚多巴胺膜3a和粒径为200nm的单层介孔二氧化硅纳米粒子3b，其中聚多巴胺 膜3a吸附在留置针软管1的外表面，其含有丰富的伯胺、仲胺以及儿茶酚化学基团， 单层二氧化硅纳米粒子3b吸附在聚多巴胺膜3a上，在单层二氧化硅纳米粒子3b表面 偶联吸附前列腺特异抗原抗体，并用牛血清白蛋白分子封闭纳米粒子表面多余位点。
其制备方法如下：
1)取用一种留置针作为制备衬底，型号为22G Y&Z，0.9mm×25mm；
2)在留置针软管1表面聚合形成聚多巴胺膜3a：将浓度为20mg/ml的盐酸多巴胺与pH值为9.0的氨水溶液按体积比0.5:1混合；然后将留置针软管1浸泡在混合溶液 中，在常温常压条件下逆时针旋转软管(转速为50转/分钟，反应时间为24小时)，反 应结束后使用超纯水多次冲洗软管以去除未反应的盐酸多巴胺，在留置针软管外表面吸 附有一层厚度为80nm的黑色聚多巴胺膜3a，
3)吸附单层二氧化硅纳米粒子3b：将表面接枝氨基的粒径为200nm的介孔二氧化硅纳米粒子粉末分散在pH值为8.5的Tris溶液中，形成质量分数为15％二氧化硅纳米 粒子胶体溶液，然后将表面具有聚多巴胺膜3a的留置针软管1浸泡在该胶体溶液中， 在常温常压条件下逆时针旋转软管(转速为50转/分钟，反应时间为24小时)，待反应 结束后使用超纯水多次冲洗软管以去除多余的二氧化硅纳米粒子，得到吸附有单层二氧 化硅纳米粒子3b的留置针软管1；
4)偶联前列腺特异抗原抗体：将吸附有单层二氧化硅纳米粒子3b的留置针软管1在旋转状态下浸泡在5wt％的戊二醛水溶液中5h，然后经磷酸盐吐温20缓冲液冲洗多 次以去除多余戊二醛；然后将软管浸泡在200μg/ml的前列腺特异抗原抗体磷酸盐缓冲 液中，4℃条件下过夜；最后将软管浸泡在1wt％的牛血清白蛋白溶液中封阻多余位点， 再用磷酸盐缓冲液去除多余的牛血清白蛋白分子；得到偶联前列腺特异抗原抗体的留置 针软管1，然后置于温度为6℃的磷酸盐缓冲液中备用。
一种基于留置针的仿生型拉曼基底的应用，该拉曼基底应用于捕获血液中的前列腺 特异抗原(PSA，前列腺癌肿瘤标记物)以及鉴定其含量，具体操作如下：将拉曼基底 经消毒、穿刺操作，留置于患者静脉血管中，患者正常使用该留置针输液、输药等，留 置时间7天，然后从患者体内取出的留置针软管1，用磷酸盐缓冲液冲洗三次，浸泡在 新鲜制备的直径为30nm的银纳米粒子溶胶中6h，用磷酸盐缓冲液冲洗留置针软管三次 以去除多余的银纳米粒子，然后置于拉曼光谱仪下检测前列腺癌特异抗原信号强度，与 标准溶液曲线对比推算得到前列腺癌特异抗原在血液中的浓度。
实施例3
一种基于留置针的仿生型拉曼基底，该基底包括留置针软管1(留置针型号为20GY&Z，1.1mm×29mm)和留置针软管1外表面附着层3，附着层3包括一层厚度为150nm 的黑色聚多巴胺膜3a和粒径100nm的单层实心二氧化硅纳米粒子3b，其中聚多巴胺膜3a吸附在留置针软管1的外表面，其含有丰富的伯胺、仲胺以及儿茶酚化学基团，单层 二氧化硅纳米粒子3b吸附在聚多巴胺膜3a上，在单层二氧化硅纳米粒子3b表面偶联 吸附KRAS突变基因肽核酸探针分子，并用牛血清白蛋白分子封闭纳米粒子表面多余位 点。
其制备方法如下：
1)取用一种留置针作为制备衬底，型号为20G Y&Z，1.1mm×29mm；
2)在留置针软管1表面聚合形成聚多巴胺膜3a：将浓度为10mg/ml的盐酸多巴胺与pH值为8.5的Tris溶液按体积比1.5:1混合；然后将留置针软管1浸泡在混合溶液 中，在常温常压条件下逆时针旋转软管(转速为25转/分钟，反应时间为12小时)，反 应结束后使用超纯水多次冲洗软管以去除未反应的盐酸多巴胺，在留置针软管外表面吸 附有一层厚度为150nm的黑色聚多巴胺膜3a；
3)吸附单层二氧化硅纳米粒子3b：将表面接枝巯基的粒径为100nm的实心二氧化硅纳米粒子粉末分散在pH值为9的Tris溶液中，形成质量分数为9％二氧化硅纳米粒子 胶体溶液，然后将表面具有聚多巴胺膜3a的留置针软管1浸泡在该胶体溶液中，在常 温常压条件下逆时针旋转软管(转速为25转/分钟，反应时间为12小时)，待反应结束 后使用超纯水多次冲洗软管以去除多余的二氧化硅纳米粒子，得到吸附有单层二氧化硅 纳米粒子3b的留置针软管1；
4)偶联KRAS突变基因肽核酸探针分子：将吸附有单层二氧化硅纳米粒子3a的留置针软管1在旋转状态下浸泡在4wt％的戊二醛水溶液中3h，然后经磷酸盐吐温20缓 冲液冲洗多次以去除多余戊二醛；然后将软管浸泡在100μg/ml的KRAS突变基因肽核 酸探针磷酸盐缓冲液中，3℃条件下过夜；最后将软管浸泡在0.9wt％的牛血清白蛋白溶 液中封阻多余位点，再用磷酸盐缓冲液去除多余的牛血清白蛋白分子；得到偶联KRAS 突变基因肽核酸探针分子的留置针软管1，然后置于温度为4℃的磷酸盐缓冲液中备用。
一种基于留置针的仿生型拉曼基底的应用，该拉曼基底应用于捕获血液中的KRAS突变基因(肺癌肿瘤标记物，一种血液中的循环肿瘤DNA)以及鉴定其含量，具体操作 如下：将拉曼基底经消毒、穿刺操作，留置于患者静脉血管中，患者正常使用该留置针 输液、输药等，留置时间3天，然后从患者体内取出的留置针软管，用磷酸盐缓冲液冲 洗三次，浸泡在新鲜制备的直径为25nm的银纳米粒子溶胶中3h，用磷酸盐缓冲液冲洗 留置针软管1三次以去除多余的银纳米粒子，然后置于拉曼光谱仪下检测KRAS突变基 因信号强度，与标准溶液曲线对比推算得到KRAS突变基因在血液中的浓度。
实施例4
一种基于留置针的仿生型拉曼基底，该基底包括留置针软管1(留置针型号为18GY&Z，1.3mm×29mm)和留置针软管1外表面附着层3，附着层3包括一层厚度为200nm 的黑色聚多巴胺膜3a和粒径为150nm的单层介孔二氧化硅纳米粒子3b，其中聚多巴胺 膜3a吸附在留置针软管1的外表面，其含有丰富的伯胺、仲胺以及儿茶酚化学基团， 单层二氧化硅纳米粒子3b吸附在聚多巴胺膜3a上，在单层二氧化硅纳米粒子3b表面 偶联吸附PIK3CA突变基因肽核酸探针分子，并用牛血清白蛋白分子封闭纳米粒子表面 多余位点。
其制备方法如下：
1)取用一种留置针作为制备衬底，型号为18G Y&Z，1.3mm×29mm；
2)在留置针软管1表面聚合形成聚多巴胺膜3a：将浓度为15mg/ml的盐酸多巴胺与pH值为8.5的氨水溶液按体积比2:1混合；然后将留置针软管1浸泡在混合溶液中， 在常温常压条件下顺时针旋转软管(转速为35转/分钟，反应时间为6小时)，反应结 束后使用超纯水多次冲洗软管以去除未反应的盐酸多巴胺，在留置针软管1外表面吸附 有一层厚度为200nm的黑色聚多巴胺膜3a；
3)吸附单层二氧化硅纳米粒子3b：将表面接枝巯基的粒径为150nm的介孔二氧化硅纳米粒子粉末分散在pH值为8.5的氢氧化钠溶液中，形成质量分数为12％二氧化硅纳 米粒子胶体溶液，然后将表面具有聚多巴胺膜的留置针软管1浸泡在该胶体溶液中，在 常温常压条件下顺时针旋转软管(转速为35转/分钟，反应时间为6小时)，待反应结 束后使用超纯水多次冲洗软管以去除多余的二氧化硅纳米粒子，得到吸附有单层二氧化 硅纳米粒子3a的留置针软管1；
4)偶联PIK3CA突变基因的肽核酸探针分子：将吸附有单层二氧化硅纳米粒子3b的留置针软管1在旋转状态下浸泡在3.5wt％的戊二醛水溶液中4h，然后经磷酸盐吐温 20缓冲液冲洗多次以去除多余戊二醛；然后将软管浸泡在150μg/ml的PIK3CA突变基 因肽核酸探针磷酸盐缓冲液中，4℃条件下过夜；最后将软管浸泡在1wt％的牛血清白蛋 白溶液中封阻多余位点，再用磷酸盐缓冲液去除多余的牛血清白蛋白分子；得到偶联 PIK3CA突变基因的肽核酸探针分子的留置针软管1，然后置于温度为5℃的磷酸盐缓冲 液中备用。
一种基于留置针的仿生型拉曼基底的应用，该拉曼基底应用于捕获血液中的PIK3CA 突变基因(乳腺癌肿瘤标记物，一种血液中的循环肿瘤DNA)以及鉴定其含量，具体操 作如下：将拉曼基底经消毒、穿刺操作，留置于患者静脉血管中，患者正常使用该留置针输液、输药等，留置时间5天，然后从患者体内取出的留置针软管1，用磷酸盐缓冲 液冲洗三次，浸泡在新鲜制备的直径为20nm的银纳米粒子溶胶中5h，用磷酸盐缓冲液 冲洗留置针软管三次以去除多余的银纳米粒子，然后置于拉曼光谱仪下检测PIK3CA突 变基因信号强度，与标准溶液曲线对比推算得到PIK3CA突变基因在血液中的浓度。

Claims (10)

1.一种基于留置针的仿生型拉曼基底，其特征在于：该基底包括留置针软管(1)和留置针软管(1)外表面附着层(3)，附着层(3)包括聚多巴胺膜(3a)和单层二氧化硅纳米粒子(3b)，其中聚多巴胺膜(3a)吸附在留置针软管(1)的外表面，单层二氧化硅纳米粒子(3b)吸附在聚多巴胺膜(3a)上，在单层二氧化硅纳米粒子(3b)表面吸附有特异性肿瘤标记物探针，并用牛血清白蛋白分子封闭纳米粒子表面多余位点。
2.如权利要求1所述的一种基于留置针的仿生型拉曼基底，其特征在于：所述的留置针软管(1)是指用于输液、输药，并且能在患者体内留置1小时以上的所有不同规格、不同类型的留置针的留置针套管或透明导管部分。
3.如权利要求1所述的一种基于留置针的仿生型拉曼基底，其特征在于：所述的聚多巴胺膜(3a)呈现黑色，厚度为30～200nm。
4.如权利要求1所述的一种基于留置针的仿生型拉曼基底，其特征在于：所述的单层二氧化硅纳米粒子(3b)中，二氧化硅纳米粒子为实心二氧化硅纳米粒子或介孔二氧化硅纳米粒子，纳米粒子的直径为50～200nm。
5.如权利要求1所述的一种基于留置针的仿生型拉曼基底，其特征在于：所述的特异性肿瘤标记物探针是能够特异性识别癌基因表达的一种或多种抗原蛋白质、核酸、激素或酶的抗体或RNA探针。
6.一种如权利要求1～5所述的基于留置针的仿生型拉曼基底的制备方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：
1)在弱碱性溶液中加入盐酸多巴胺溶液，之后将留置针软管(1)浸泡其中，旋转软管，在软管表面形成一层聚多巴胺膜(3a)；
2)将表面接枝有氨基或巯基的二氧化硅纳米粒子分散在弱碱性溶液中，制成质量分数为5～15％的二氧化硅纳米粒子胶体溶液，之后将步骤1)得到的表面有聚多巴胺膜(3a)的留置针软管(1)浸泡在胶体溶液中，旋转软管，在聚多巴胺膜(3a)表面形成单层二氧化硅纳米粒子(3b)；
3)将表面吸附有单层二氧化硅纳米粒子(3b)的留置针软管(1)置于特异性肿瘤标记物探针溶液中，在单层二氧化硅纳米粒子(3b)表面吸附肿瘤标记物探针分子，最后再封闭纳米粒子表面多余位点，得到所述的基于留置针的仿生型拉曼基底。
7.如权利要求6所述的一种基于留置针的仿生型拉曼基底的制备方法，其特征在于：步骤1)和步骤2)中所述的弱碱性溶液是由氨水或氢氧化钠或Tris(三(羟甲基)氨基甲烷)配置而成的pH值为8.0～9.0的水溶液；步骤1)和步骤2)中所述的旋转软管是指在常温常压条件下顺时针或逆时针旋转软管，转速为10～50转/分钟，时长为1～24小时。
8.如权利要求6所述的一种基于留置针的仿生型拉曼基底的制备方法，其特征在于：步骤1)所述的在弱碱性溶液中加入盐酸多巴胺溶液中，盐酸多巴胺溶液的浓度为2～20mg/ml，弱碱性溶液与盐酸多巴胺溶液的体积比为0.5:1～2:1。
9.如权利要求6所述的一种基于留置针的仿生型拉曼基底的制备方法，其特征在于：步骤3)所述的在单层二氧化硅纳米粒子(3b)表面吸附肿瘤标记物探针分子，最后再封闭纳米粒子表面多余位点，是指通过化学偶联方法将肿瘤标记物探针分子与二氧化硅纳米粒子偶联，之后经磷酸盐缓冲液清洗后用牛血清白蛋白封闭多余位点，具体过程如下：将吸附有单层二氧化硅纳米粒子(3b)的留置针软管在旋转状态下浸泡在3～5wt％的戊二醛水溶液中2～5h，然后经磷酸盐吐温20缓冲液冲洗多次以去除多余戊二醛；然后将留置针软管(1)浸泡在50～200μg/ml肿瘤标志物探针磷酸盐缓冲液中，2～4℃条件下过夜；最后将留置针软管(1)浸泡在0.8～1wt％的牛血清白蛋白溶液中封阻，再用磷酸盐缓冲液去除多余的牛血清白蛋白分子，得到所述的基于留置针的仿生型拉曼基底，并置于温度为2～6℃的磷酸盐缓冲液中备用。
10.一种如权利要求1～5所述的基于留置针的仿生型拉曼基底的应用方法，其特征在于：该拉曼基底应用于患者血液中肿瘤标记物的检测，具体操作如下：将吸附有肿瘤标记物探针的留置针软管(1)留置于患者血管中，探针不断捕获患者血液中的目标肿瘤标记物，留置1～7天后，将留置针软管(1)取出，经磷酸盐缓冲液冲洗、粒径为20～30nm的银纳米粒子溶胶中银染5min～6h、磷酸盐缓冲液再次冲洗后进行拉曼检测，即可判定患者血液中的肿瘤标记物种类与含量。
CN202010354254.9A 2020-04-29 2020-04-29 一种基于留置针的仿生型拉曼基底及其制备和应用 Active CN111521598B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010354254.9A CN111521598B (zh) 2020-04-29 2020-04-29 一种基于留置针的仿生型拉曼基底及其制备和应用

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010354254.9A CN111521598B (zh) 2020-04-29 2020-04-29 一种基于留置针的仿生型拉曼基底及其制备和应用

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111521598A true CN111521598A (zh) 2020-08-11
CN111521598B CN111521598B (zh) 2022-11-29

Family

ID=71904342

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010354254.9A Active CN111521598B (zh) 2020-04-29 2020-04-29 一种基于留置针的仿生型拉曼基底及其制备和应用

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111521598B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114748727A (zh) * 2022-04-15 2022-07-15 北京大学 一种电渗泵以及胰岛素泵系统

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102323412A (zh) * 2011-08-09 2012-01-18 中国科学院合肥物质科学研究院 一种拉曼编码微球的用途及利用拉曼编码微球检测肿瘤标志物的方法
US20130115717A1 (en) * 2011-07-13 2013-05-09 OptoTrace (SuZhou) Technologies, Inc. Analyzing chemical and biological substances using nano-structure based spectral sensing
CN109142318A (zh) * 2018-08-31 2019-01-04 吉林师范大学 复合型sers印迹探针的制备并用于选择性检测氯酚
CN109330654A (zh) * 2018-08-31 2019-02-15 华中科技大学 一种止血针、其制备方法和应用
CN109342392A (zh) * 2018-11-09 2019-02-15 中国科学院烟台海岸带研究所 一种以聚苯乙烯为包裹壳层材料的表面增强拉曼散射纳米探针及其制备方法
US20190079014A1 (en) * 2016-03-24 2019-03-14 Nanyang Technological University Core-shell plasmonic nanogapped nanostructured material
WO2019179386A1 (zh) * 2018-03-19 2019-09-26 上海交通大学 一种拉曼探针及其制备方法和应用

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20130115717A1 (en) * 2011-07-13 2013-05-09 OptoTrace (SuZhou) Technologies, Inc. Analyzing chemical and biological substances using nano-structure based spectral sensing
CN102323412A (zh) * 2011-08-09 2012-01-18 中国科学院合肥物质科学研究院 一种拉曼编码微球的用途及利用拉曼编码微球检测肿瘤标志物的方法
US20190079014A1 (en) * 2016-03-24 2019-03-14 Nanyang Technological University Core-shell plasmonic nanogapped nanostructured material
WO2019179386A1 (zh) * 2018-03-19 2019-09-26 上海交通大学 一种拉曼探针及其制备方法和应用
CN109142318A (zh) * 2018-08-31 2019-01-04 吉林师范大学 复合型sers印迹探针的制备并用于选择性检测氯酚
CN109330654A (zh) * 2018-08-31 2019-02-15 华中科技大学 一种止血针、其制备方法和应用
CN109342392A (zh) * 2018-11-09 2019-02-15 中国科学院烟台海岸带研究所 一种以聚苯乙烯为包裹壳层材料的表面增强拉曼散射纳米探针及其制备方法

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
YANG ZHANG ET AL.: "Polymeric Microneedles Integrated with Metformin-Loaded and PDA/LA-Coated Hollow Mesoporous SiO2 for NIR-Triggered Transdermal Delivery on Diabetic Rats", 《ACS APPL. BIO MATER.》 *
仇立群等: "表面增强拉曼光谱对免疫球蛋白IgG分子与银基底作用的研究", 《光散射学报》 *
王廷银等: "基于SERS光谱技术的甲胎蛋白超灵敏定量检测", 《中国激光》 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114748727A (zh) * 2022-04-15 2022-07-15 北京大学 一种电渗泵以及胰岛素泵系统

Also Published As

Publication number Publication date
CN111521598B (zh) 2022-11-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Li et al. Ultrasensitive electrochemical immunosensor for quantitative detection of SCCA using Co3O4@ CeO2-Au@ Pt nanocomposite as enzyme-mimetic labels
KR101097882B1 (ko) 과산화효소 활성을 가지는 자성 나노입자와 효소가 다공성 실리카의 기공 내에 고정되어 있는 다공성 실리카 복합체 및 그 제조방법
CN103116023B (zh) 用于检测肿瘤标志物的电化学发光免疫传感器及其制备方法和应用
KR101114507B1 (ko) 자성 나노입자-플래티늄 나노입자-다공성 탄소 복합체 및 그 제조방법
Shourian et al. Ultra-sensitive immunosensor for detection of hepatitis B surface antigen using multi-functionalized gold nanoparticles
CN102778561A (zh) 壳核纳米材料构建的肿瘤标志物免疫传感器的制备及应用
CN110308286B (zh) 一种基于光热释放信号增强型甲状腺球蛋白电致化学发光免疫传感器
CN109115855B (zh) 一种检测阿尔茨海默症标志物的电化学免疫传感器的制备方法及应用
CN102967706A (zh) 检测肿瘤标志物流动注射化学发光免疫传感器的制备及应用
CN111413384B (zh) 一种基于RGO-CS-Hemin/Au NPs纳米复合材料检测GPC3的方法
CN110376380B (zh) 一种电化学酶联免疫传感器及其制备与检测抗原的应用
CN106066324A (zh) 一种电致化学发光生物传感器标记物的制备方法及应用
CN111521598B (zh) 一种基于留置针的仿生型拉曼基底及其制备和应用
CN104407140A (zh) 一种基于γ-聚谷氨酸接枝多巴胺@壳聚糖复合胶束的免疫传感器的制备方法
WO2018171318A1 (zh) 一种用于全血中循环肿瘤细胞富集和检测的二氧化硅纳米线阵列芯片及制备方法
CN109613244B (zh) 一种Ag@Pt-CuS标记的免疫传感器的制备方法及应用
CN104634973A (zh) 一种纳米金复合材料免疫传感器的制备方法及应用
CN110618180B (zh) 一种非标记型检测前列腺特异性抗原的电化学免疫传感器的制备方法及应用
CN101923092A (zh) 丝网印刷电极的癌胚抗原工作电极的制备方法
CN104880558A (zh) InP基HEMT肿瘤标志物传感器及制作方法
CN108445213B (zh) 一种高灵敏度荧光定量检测血清肿瘤标志物的纳米复合探针、组合物及荧光定量试剂盒
CN112345605A (zh) 同时检测两种神经内分泌肿瘤标志物的电化学免疫传感器
CN102384905A (zh) 基于纳米微粒的生物标志物的化学发光检测方法及应用
CN102375057A (zh) 一种均相荧光同时检测多种血清标志物的方法
CN105891460B (zh) 基于纸芯片的多功能便携式检测装置及其应用和方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant