金杂蛋白质芯片制备及其生物传感应用.doc

  金杂蛋白质芯片制备及其生物传感应用# 王海阳，栾昕彤，陶艳春，宋薇，王旭，赵冰，阮伟东** （吉林大学超分子结构与材料国家重点实验室，长春 130012） 5 10 15 20 25 30 35 40 摘要：本文提出一种 SERS 基底与蛋白质交替的芯片制备方法。通过利用单层聚苯乙烯(PS) 微球模板，发展了一种简洁、轻便、耐用的蛋白质阵列的制造技术。通过先制备高 SERS 活 性的基底阵列结构，然后将蛋白质嵌入其中，以 SERS 基底做为固载相，实现 SERS 基底和 蛋白质分子的周期性复合，制备高度有序的蛋白质芯片。这种方法能够实现对蛋白质的灵敏 检测，并维持了蛋白质样品的原有性质，为基于 SERS 的生物传感器的发展提供了一个新的 思路。 关键词：物理化学；SERS；蛋白质；芯片 中图分类号：O64 Fabrication of Au hybrid protein chips and its application to SERS-based bioassay WANG Haiyang, LUAN Xintong, TAO Yanchun, SONG Wei, WANG Xu, ZHAO Bing, RUAN Weidong (State Key Laboratory of Supramolecular Structure and Materials, Jilin University, Changchun 130012) Abstract: Hybrid micro/nanostructures composed with alternative Au nanoparticle (NP) arrays and protein dots were fabricated via layer-by-layer self-assembly and the microsphere lithography technique. These micro/nanostructures were novel protein chips which had applications in the surface-enhanced Raman spectroscopy (SERS) based immunoassay. The synthetic processes were to fabricate Au nanowell arrays initially by using the templates of ordered monolayers of polystyrene (PS) microsphere arrays. Then, the proteins of antibody were imbedded in the Au nanowells. Lastly, the immune reaction was implemented by adding the antigen. SERS spectra showed a lowest detection concentration was 100 pg/mL. These new kind of SERS-based protein chips were easy to fabricate, inexpensive and supersensitive, and provide potential as a platform for the bioassays, forensics and biosensors. Key words: Physical chemistry; SERS; Protein; Chip 0 引言 蛋白质芯片，又称蛋白质阵列或蛋白质微阵列，是指以蛋白质作为配基，将其有序地固 定在基片表面，并用来分析蛋白质之间或蛋白质与其它分子之间的相互作用的微器件。目前 蛋白质芯片技术已经被广泛地应用于多重组化免疫检测、细菌检测、神经细胞生长等领域。 在检测手段方面，荧光标记法是较常用的蛋白质芯片检测技术。荧光标记法具有廉价、 方便、肉眼可见的优点。同时，荧光标记法也具有稳定性差、谱带重叠、易发生淬灭等缺点。 这些缺点限制了荧光标记法的广泛应用。表面增强拉曼光谱（SERS）具有灵敏度高、选择 性高、原位检测、不受水溶剂影响和提供分子指纹信息等优点，使其成为潜在的蛋白质分子 检测手段，有可能部分地取代荧光标记法，直接应用到蛋白质芯片领域[1-3]。 基金项目：国家自然科学基金21273091；高等学校博士学科点专项科研基金 （20100061120087、20110061110017） 作者简介：王海阳（1988-），女