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【目的】基于椭偏光生物传感器的光学蛋白质芯片是将椭偏光学显微成像技术和集成化多元蛋白质芯片技术相结合,发展形成的具有无标记、高通量等优点的蛋白质自动分析技术。本研究通过摸索芯片制备、探针装配、生物学反应条件和优化实验方法,构建检测肿瘤标志物CA15-3抗原的光学蛋白质芯片,通过检测不同浓度CA15-3抗原血清,建立浓度-灰度标准曲线,进而定量检测待测血清样本中CA15-3抗原浓度,结果与电化学发光法检测结果进行对比,初步探索建立光学蛋白质芯片定量检测血清CA15-3抗原浓度的可行性。此外,比较光学蛋白质芯片法检测结果中正常组和癌症组,探讨CA15-3抗原的临床意义。【方法】研究对象:从山东省医学科学院附属医院提供的血清样本中随机抽取80份(经电化学发光法(ECLIA)检测了CA15-3抗原),其中,对照组18例(非肿瘤患者),平均年龄51±3岁;癌症组62例,平均年龄60±11岁。采用椭偏光学显微成像技术、微流控芯片加样系统、光学蛋白质芯片分析系统及软件等。主要实验材料:单晶硅片、表面改性剂、CA15-3抗原与抗体(分别来自上海领潮生物科技有限公司和Sigma公司)等。切割、清洗及羧基化表面改性硅片后制备CA15-3检测芯片。首先选择出适宜制备检测芯片的CA15-3抗体;其次用所选CA15-3抗体探索建立蛋白质芯片检测CA15-3抗原的方法和建立检测CA15-3抗原的浓度-灰度标准曲线,求解对应关系公式,同时探讨光学蛋白质芯片检测血清CA15-3抗原的精确度和灵敏度;最后用所建立光学蛋白质芯片检测了上述80份血清样本的CA15-3抗原浓度。实验数据采用SPSS18.0和Stata/SE 11.0 for windows软件进行分析, Wilcoxon秩和检验法分析光学蛋白质芯片法测得的不同实验分组数据,比较健康对照组与癌症患者组CA15-3抗原浓度;用ROC曲线分析法和配对t检验比较光学蛋白质芯片法和电化学发光法两种方法的检测结果。检验水平α=0.05。【结果】CA15-3抗体选择实验确定应用上海领潮生物科技有限公司生产的CA15-3抗体制备CA15-3抗原检测芯片;建立了CA15-3抗原检测芯片的条件与方法,并确定了实验方法的精确度和灵敏度:光学蛋白芯片法检测血清CA15-3抗原的最低检测限为5.30IU/mL。在46.33 IU/mL、23.16 IU/mL和11.58 IU/mL的相对标准差(n=6)分别为7.67%、10.57%和9.40%,表明实验结果具有良好重复性。通过检测不同浓度的CA15-3抗原建立了检测标准曲线,拟合的CA15-3抗原浓度-灰度标准曲线方程式为y = 1.23x+ 87.616,皮尔森相关系数(r)为0.97。标准曲线检测最低限为5.80 IU/mL,基本可以满足临床检测的使用要求。应用建立的光学蛋白芯片法检测了研究对象的血清标本,CA15-3抗原浓度的平均值在对照组为2.84±0.73 IU/ml,癌症患者组为52.45±7.50 IU/ml,两组浓度有显著性差异(P<0.05)。光学蛋白质芯片法和电化学发光法检测的CA15-3抗原所作ROC曲线的曲线下面积差异无统计学意义(P>0.05);同时配对t检验比较两种方法的检测结果的P=0.78,大于检验水平α=0.05,两种方法检测差异没有统计学意义,故两种方法检测结果一致。【结论】1、初步建立了基于椭偏光生物传感器的光学蛋白质芯片法检测CA15-3抗原的浓度-灰度标准曲线,标准曲线检测最低限为5.80 IU/mL,基本可以满足临床检测的使用要求。2、80份血清样本CA15-3抗原浓度的光学蛋白质芯片法和免疫电化学发光法两种方法的检测结果差异没有统计学意义(P>0.05),具有一致性。显示光学蛋白质芯片法检测CA15-3抗原具有可行性和临床应用前景。3、对照组和癌症患者组血清的CA15-3抗原浓度存在着显著差异(P<0.05),与临床状况相符合。