表面等离子体激元共振(Surface plasmon resonance, SPR)是一种基于表面折射率的变化而检测金属薄膜厚度和结构变化的物理光学现象。SPR传感技术是无标记、灵敏、实时快速检测生物分子之间相互作用的有力工具。它可以提供动力学、热力学、浓度等相互作用的重要信息。相比于酶标记、酶联免疫等标记方法,SPR技术具有独特的优势,广泛用于生物分子之间相互作用的研究,包括蛋白-蛋白、抗原-抗体、受体-配体、膜蛋白-受体,甚至小分子化合物之间。多通道SPR传感器可实现高通量检测,拓宽该技术的应用范围。鉴于SPR技术的诸多优势,本论文主要研究了SPR技术在阿尔茨海默病(Alzheimer’s Disease, AD)和癌症等重大疾病诊断中的应用,具体内容如下：一.SPR技术是一种灵敏的微量分析光学技术,易受研究条件的影响,包括金属膜的厚度、清洁程度、芯片的制备方法、分子的固定技术等,因此,相对于荧光、紫外等光谱方法,SPR技术对实验操作和工艺条件等方面的要求较高。本研究中我们首先对SPR技术的工艺条件进行了系统的研究和总结,包括不同芯片的制备和应用(例如PEG (polyethylene glycol)、CM-Dextra、Streptavidn、NTA等芯片),以及不同类型生物分子的固定、动力学测定等内容,为研究SPR技术在阿尔茨海默病和癌症诊断中的应用打下基础。二.采用SPR技术实时检测正常人和AD病人脑脊液中p-淀粉样多肽Aβ(1-40)与Aβ(1-42)的浓度比,该比值是AD早期诊断的重要依据。首先,将特异性识别Aβ(1-40)与Aβ(1-42)C端的单克隆抗体固定在SPR芯片的两个通道上,特异性捕获Aβ(1-40)和Aβ(1-42),然后流动注射对Aβ(1-40)及Aβ(1-42)的N端有特异性作用的二抗一抗生素蛋白复合物进行信号放大。该方法可检测低至20pM的Ap多肽。此外,AD病人脑脊液中Aβ(1-40)与Aβ(1-42)的浓度比大约是正常人的两倍。与当前采用的酶联免疫方法(ELISA)相比,SPR方法不需要使用较昂贵的酶标记物和有致癌作用的检测基底,并且能够实现实时在线快速监测,具有重要的临床诊断意义。三.癌症抑制因子p53蛋白在遏止肿瘤细胞生长、DNA修复、以及细胞程序化凋亡等方面扮演着重要的角色,超过50%的癌症病人发生了p53基因的突变,p53的突变水平反映了癌症的进程。脱金属硫蛋白(apo-MT)与p53之间的相互作用可能会引起p53蛋白的突变,因此,研究apo-MT与p53之间的相互作用可以为癌症的早期诊断提供重要依据。我们采用SPR技术深入研究了p53和apo-MT之间的相互作用。首先在芯片表面固定金属硫蛋白(MT)分子,酸化后得到apo-MT,再流动注射p53分子,实时监测apo-MT与p53之间的相互作用。结果表明,p53和apo-MT之间有较强的相互作用,这种相互作用会抑制p53与一致性双链DNA的特异性作用,而且,p53和一致性双链DNA的特异性作用也会抑制p53和apo-MT之间的相互作用,动力学结果表明一致性双链DNA和apo-MT与p53之间的作用系数分别为1.1×108M-1和1.4×108M-1。