传感器类型
其他(光学蛋白芯片/成像椭偏仪生物传感器)
检测对象
可溶性血管生成素受体Tie-2(soluble Tie-2, sTie-2);样品基质:人血清(AMI患者与健康对照血清,1:1稀释)
检测原理
该传感器采用无标记免疫识别与成像椭偏换能机制。抗人Tie-2单克隆抗体固定于疏水硅片表面,经3% BSA封闭后,血清中的可溶性Tie-2(sTie-2)与固定抗体特异性结合,形成抗原-抗体复合物,使传感表面薄膜厚度增加。成像椭偏仪以偏振光照射样品,反射光携带薄膜厚度信息,经分析镜和成像透镜投射到CCD,图像处理得到灰度图。灰度值与薄层厚度或生物分子表面浓度成正比,因此sTie-2浓度越高,复合物层越厚,灰度越高。通过Tie-2/Fc标准品建立标准曲线,将灰度换算为浓度。该方法未使用HCR、RCA或酶催化沉积等信号放大策略,而是直接读取复合物层厚度。
检测灵敏度
检出限(MDD): 2.5ng/ml(OPC-IE);检出限(MDD): 0.014ng/ml(ELISA);ELISA标准曲线线性范围: 0–100ng/mL;OPC-IE标准品范围: 0–50ng/ml;相关系数: r=0.923, P<0.01
效应效果
与ELISA相比,OPC-IE无需标记,避免标记导致蛋白变性,操作简化、检测时间缩短,并可实时监测抗原-抗体相互作用,适合高通量筛查。两种方法结果显著相关(r=0.923,P<0.01)。ELISA批内CV为5.2%–8.3%,批间CV为4.4%–5.0%,MDD为0.014ng/ml;OPC-IE批内CV为7.0%–9.8%,批间CV为10.8%–13.3%,MDD为2.5ng/ml。AMI患者血清sTie-2中位灰度在第1、2、3、7天分别为89.26、91.17、89.05、84.57,高于对照组78.45,提示AMI后sTie-2升高。作者认为OPC-IE快速、可靠、便捷,可补充ELISA用于临床诊断。
传感器的构成
- 基底/换能器:疏水硅片(silicon wafer),作为成像椭偏仪测量薄膜厚度的光学基底
- 识别元件:抗人Tie-2单克隆抗体(anti-human Tie-2 monoclonal antibody,0.1 mg/mL),固定于硅片表面捕获sTie-2
- 封闭剂:3% BSA/PBS-T(PBS-T含0.05% Tween-20,0.01 M PBS,pH 7.2),封闭非特异结合位点
- 样品/标准品:1:1稀释血清或重组人Tie-2/Fc嵌合蛋白(Tie-2/Fc,0–50 ng/mL),与抗体结合形成复合物
- 信号标记物:无标记(label-free),抗原-抗体复合物厚度直接作为光学信号
- 加样模块:微流控系统(micro-fluidics system),用于抗体固定、样品孵育与冲洗
- 读取系统:成像椭偏仪光学读取器(imaging ellipsometry reader,CCD),将复合物层厚度转换为灰度值
中文摘要
Tie-2受体在动脉粥样硬化的血管生成中发挥作用。传统检测可溶性Tie-2(sTie-2)的方法为ELISA,但该方法耗时、步骤复杂、需要标记样品且结果缺乏统一标准。本研究旨在建立一种更简便的检测方法——基于成像椭偏仪的光学蛋白芯片(OPC-IE),用于Tie-2检测。首先制备硅片上的sTie-2生物传感器表面,然后并行采用ELISA和OPC-IE检测38例急性心肌梗死(AMI)患者胸痛发作后入院(第1天)、第2天、第3天和第7天以及41例健康对照的血清sTie-2水平。结果显示,与对照组相比,AMI患者sTie-2中位水平显著升高;两种方法结果间存在显著相关(r=0.923,P<0.01)。结果表明,AMI患者sTie-2水平升高,OPC-IE检测是一种快速、可靠、便捷的血清sTie-2检测技术。
英文摘要
The Tie-2 receptor has been shown to play a role in angiogenesis in atherosclerosis. The conventional method assaying the level of soluble Tie-2 (sTie-2) was ELISA. However, this method has some disadvantages. The aims of this research are to establish a more simple detection method, the optical protein-chip based on imaging ellipsomtry (OPC-IE) applying to Tie-2 assay. The sTie-2 biosensor surface on silicon wafer was prepared first, and then serum levels of sTie-2 in 38 patients with AMI were measured on admission (day 1), day 2, day 3 and day 7 after onset of chest pain and 41 healthy controls by ELISA and OPC-IE in parallel. Median level of sTie-2 increased significantly in the AMI patients when compared with the controls. Statistics showed there was a significant correlation in sTie-2 results between the two methods (r=0.923, P<0.01). The result of this study showed that the level of sTie-2 increased in AMI, and OPC-IE assay was a fast, reliable, and convenient technique to measure sTie-2 in serum.