表面增强拉曼技术用于心肾综合征多标志物的同时检测与成像研究

Cardiorenal Syndromes (CRSs) have been recognized as disorder of heart and kidneys where by acute or chronic dysfunction in one organ may induce acute or chronic dysfunctions of the others. CRSs have very high morbidity and mortality in hospital or out patients. Renal dysfunction frequently accompanies with heart failure. Therefore, early diagnosis and prompt therapeutics are crucial to improve outcome for those patients with CRSs. Herein, we plan to develop sandwich surface-enhanced Raman scattering (SERS) immunoassays with high sensitivity and selectivity for the simultaneous detection of three kinds of biomarkers in serum for early diagnosis of CRSs, by using the three-dimensional ordered macroporous Au-Ag-Au arrays as substrates and Ag@Au nanostars functionalized with Raman reporter molecules as labels.

心肾功能在病理生理紊乱状态下，一个器官的急性或慢性功能损害，能引起另一个器官的急性或慢性功能障碍，导致身体处于危险状态，这称为心肾综合征。CRS具有高发病率、病死率、再入院率，延长住院时间和增加医疗费用等特点，故早期诊断并及时治疗对于改善预后至关重要。本项目拟选用比表面积较大、生物相容性较好的三维大孔Au-Ag-Au复合材料为表面增强拉曼基底，以纳米金星为标记物来标记抗体，联合拉曼信号分子，采用夹心免疫分析技术，构建高灵敏度、高选择性、快速可靠的表面增强拉曼免疫传感器，用于血清中心肾综合征三种标志物的同时检测和成像，为心肾综合征的早期诊断提供帮助。

心肾综合征（CRS）具有高发病率、病死率、再入院率，延长住院时间和增加医疗费用等特点，故早期诊断并及时治疗对于改善预后至关重要。因此，CRS标志物的早期快速检测至关重要。表面增强拉曼光谱技术（Surface Enhanced Raman Spectroscopy，SERS）由于其显著的增强因子及光谱带宽窄的特点，使其具备高灵敏度和高特异性的优势，且能用于多种生物标志物的同时检测。本项目以比表面积较大、生物相容性较好的三维大孔Au-Ag-Au阵列为表面增强拉曼基底，以金银双金属纳米星为标记物来标记抗体，联合拉曼信号分子，基于等离子近场耦合作用构建了高灵敏度、高选择性、快速可靠的表面增强拉曼夹心免疫传感器用于血清中心肾综合征三种标志物（cTnI、NT-ProBNP和NGAL）的同时检测和成像，cTnI、NT-ProBNP和NGAL的检测限分别达到了0.76、0.53、0.41 fg mL−1，并且拉曼成像可以对蛋白浓度进行可视化分析。进一步对临床血样进行分析，结果与ELISA相一致。该SERS免疫传感平台具有高通量，高灵敏的优势，有望用于即时检测（POCT），并为复杂的CRS生理过程的研究提供了有力的工具。在此基础上，进一步以金属或非金属材料作为SERS探针，通过电磁场/化学增强机制增强SERS信号，发展了几种SERS生物分析平台，用于生物标志物的超灵敏检测、生物成像及诊疗一体化平台的构建。