基于组织脏器寄生虫病早期诊断的纳米金探针生物芯片的基础研究

In recent years, the structure of the nanogold used as optical biosensor detection method, in food detection, biomedical and other fields has been widely studied. Nanogold bar unique optical properties, application prospect in disease diagnosis, become clinical research hotspot abroad, but have not yet seen reports for parasitic disease detection research. Yunnan because of its national poor eating behaviors, become a parasitic disease in our country one of high incidence, early diagnosis is the key to the treatment, but the parasitism of tissue organs, based on fixed point not easy, difficult, trauma, diagnosis rate is extremely low, and serologic diagnostic sensitivity in the early infection is not high, lead to this kind of parasitic disease misdiagnosis miss rate is extremely high, become the clinical diseases of diagnosis is very difficult, directly affects the cure rate, and nanogold trace, nanogold labelling techique rapid detection technology advantage, this topic proposed to explore the preparation of nanogold substrate surface plasma resonance biochip, parasitic disease early diagnosis applied in tissue organs, study the efficiency and practicability. Nanogold biochip sensitive, specific, rapid and high flux characteristics shows that the fluorescent tags, enzyme mark the incomparable superiority, conventional technologies such as the results will be for application of nanogold biochip in early clinical diagnosis of infectious diseases, and dynamic observation of field epidemiology scientific basis for further research.

近年,纳米金结构的使用被作为光学生物传感器结合检测的方法，在食品检测、生物医学等领域已展开广泛研究。纳米金棒独特的光学性质,在疾病诊断中的应用前景,成为国外临床研究热点，但尚未见有关用于寄生虫病检测研究报道。云南因多其民族不良饮食行为，成为我国寄生虫病高发区之一，早期确诊是治疗的关键，但组织脏器的寄生病，取材定点不易、难度较大、有创伤，确诊率极低，而血清学诊断在感染早期敏感性不高，导致这类寄生虫病的误诊漏检率极高，成为了临床的疑难杂症，直接影响了治愈率，而微量、快速正是纳米金检测技术的优势，本课题拟探索制备纳米金表面等离子共振基质生物芯片，应用于组织脏器寄生虫病早期诊断，研究其高效性及实用性。纳米金生物芯片的灵敏、特异、快速、高通量等特点显示了荧光标记、酶标记等常规技术无法比拟的优越性,研究结果将为纳米金生物芯片应用于感染性疾病的早期临床诊断、现场流行病学动态观察的进一步研究奠定科学基础。

脏器组织寄生虫病的危害程度与寄生时间及感染度有密切的相关性，早期确诊是预后的关键，因寄生部位定点难、取材技术难度大，故病原学确诊率极低，血清学检测在感染早期低度感染敏感性不高，导致脏器组织寄生虫病的误诊率及漏检率极高，成为临床的疑难杂症。本项目采用纳米金结构作为光学生物传感器结合免疫标记的检测技术，制备微量快速纳米金生物探针，研究应用于临床检测效应。纳米金棒免疫传感器系统是根据纳米金表面等离子共振现象而设计的，纳米金粒子的数量、倏逝波的强度和被检测靶标之间存在线性关系，实现对靶标物的定量检测，通过对种子生长法中增长媒质的不同成分浓度比例及生长温度的控制聚合成形貌特征不同的金纳米棒，系统研究了金纳米棒聚合过程中的生长机理和最佳实验条件，制备了长径比较高、等离子体共振峰位置和强度可有效调控的纳米金棒，将旋毛虫、管圆线虫、血吸虫、肝吸虫、囊虫、包虫等不同虫种免疫标记成功包被于纳米金棒，获得在实验室条件下针对上述寄生虫检测的功能化纳米金生物探针。. 建立旋毛虫病、管圆线虫病、血吸虫病、肝吸虫病等动物模型，采用纳米金生物标记技术进行了低度感染及感染早期检测等实验，根据抗原分类及虫种特点研究不同抗原的敏感性及实用性并与常规ELISA比较分析。研究显示旋毛虫肌幼虫排泄分泌检测结果较ELISA更为灵敏、快速；广州管圆线虫成虫纯化抗原检测比ELISA法更具有检测抗体时间早、稀释度高、感染度低的优势；血吸虫可溶性尾蚴抗原识别血吸虫感染早期具有优势，与ELISA检测结果的对比，则可溶性成虫抗原的检测更具有灵敏性；肝吸虫特异性IgG抗体对不同感染时间，不同感染度和不同稀释度的血清循环抗原进行检测，与ELISE的检测比较具有早期性和灵敏性。实验证实基于纳米金标记的传感器针对寄生虫病早期诊断，具有灵敏、快捷、易操作和低样本量的优势。 本项目研究结果将为纳米金生物芯片应用于感染性疾病的早期诊断，高通量应用于现场流行病学动态观察的进一步研究提供科学依据。