基于纳米金颗粒增强信号的SPR生物传感器
甲氧檗因是一种新月形的平面生物碱, 当与富含A碱基的DNA作用时, 一个甲氧檗因分子可特异性结合四个A碱基. Wilson等发现甲氧檗因对小鼠体内的P388和L1210白血病细胞有治疗作用, 并且与其它原小檗碱类生物碱相比, 低毒性的甲氧檗因具有更高的抗肿瘤活性. 目前, 基于甲氧檗因与富含A碱基的DNA的特异性结合, 已经建立了多种用于甲氧檗因的检测方法. 例如Lv等利用纳米金颗粒的免标记比色方法对甲氧檗因进行快速检测, 检测下限为91nmol/L;基于类似的原理, Xu等设计了基于纳米银颗粒的免标记比色方法检测甲氧檗因, 其检测下限为1 µmol/L; Lin等利用荧光方法实现了对甲氧檗因检测, 检测限为65nmol/L; Wang等报道了一种双偏振干涉检测方法, 通过表面质量、厚度、折射率的变化实现对甲氧檗因的定量和定性分析, 检测限均为µmol/L级. 如能进一步提高检测灵敏度, 对于检测微量生物样品中的甲氧檗因, 以及研究该药物与核酸的相互作用具有重要价值.
表面等离子体共振技术(surfaceplasmon resonance, SPR)由于具有样品用量少、灵敏度高以及适于实时检测等特点, 已广泛应用于蛋白质、核酸、小分子和离子等目标物的检测. 通常,对于小分子而言, 由于其结合所引起的SPR信号非常小, 用常规的SPR传感器难以直接检测. 鉴于纳米金颗粒的局域表面等离子体和金膜表面等离子体波之间的电场耦合效应可以增强SPR信号, 据此构建的纳米金颗粒增强信号的SPR传感器实现了对可卡因、腺苷等小分子的高灵敏检测.
湖南大学王柯敏等人报道了一种基于表面等离子体共振(SPR)生物传感器的高灵敏检测抗癌药物甲氧檗因的新方法. 分别在纳米金颗粒和金膜表面修饰富含腺嘌呤(A)的DNA链, 当存在甲氧檗因时, 由于一个甲氧檗因分子可与4个A碱基相结合, 从而使得修饰在纳米金颗粒和金膜表面的DNA形成稳定的双链结构, 进而将功能化纳米金颗粒捕获在金膜表面. 由于纳米金颗粒与金膜之间的电场耦合效应可增强SPR信号, 从而可实现对小分子甲氧檗因的高灵敏、特异性检测. 本方法的检测下限低至0.07pmol/L, 相对比色法和荧光法而言, 降低了约 5～6 个数量级. 以4种药物(盐酸小檗碱、青霉素G、硫酸庆大霉素、5-氟尿嘧啶)作为对照考察了该传感器的选择性, 结果表明该传感器具有较好的选择性.