張婳　李群　劉桂鋒

摘 要 建立了一種基于金納米棒（GNR）的免疫層析方法，用于快速定量檢測前列腺特異性抗原（PSA）。以GNR為標(biāo)記探針，通過包裹羧基化的聚合物后，采用共價(jià)偶聯(lián)的方式連接抗PSA單克隆抗體形成偶聯(lián)物，以鼠抗PSA單克隆抗體和羊抗鼠IgG分別噴涂硝酸纖維素膜，形成試紙條的檢測線和質(zhì)控線，采用三明治夾心法構(gòu)建GNR免疫層析試紙條，用于PSA的定量檢測。結(jié)果表明，GNR免疫層析試紙條特異性強(qiáng)，穩(wěn)定性好，靈敏度高，對(duì)PSA檢測的線性范圍為0.1～50 ng/mL，檢出限為0.1 ng/mL，批內(nèi)和批間變異系數(shù)均小于10%，且具有良好的保存穩(wěn)定性。本方法可用于檢測血清中PSA的濃度水平，對(duì)于前列腺癌的早期診斷、監(jiān)測治療及預(yù)后判斷具有重要意義。

關(guān)鍵詞 金納米棒; 免疫層析; 前列腺特異性抗原; 定量檢測

1 引 言

前列腺癌是男性泌尿生殖系統(tǒng)最常見的惡性腫瘤，占惡性腫瘤男性病死率的第二位，最常用的檢查是前列腺特異性抗原（Prostate specific antigen， PSA）篩查，即測定血清中的PSA濃度水平[1，2]。PSA作為前列腺癌的標(biāo)志物，具有敏感性和特異性強(qiáng)及檢查的無創(chuàng)性等特點(diǎn)，在前列腺癌的診斷中發(fā)揮了重要作用。PSA是一種主要由前列腺泡和導(dǎo)管上皮細(xì)胞分泌的單鏈糖蛋白，在功能上屬于類激肽釋放酶的一種絲氨酸蛋白酶，參與精液的液化過程，被分泌入前列腺液或精液中，以有活性的游離形式（f-PSA）存在，而血清中的PSA主要以結(jié)合形式（c-PSA）存在，通常以f-PSA與c-PSA之和代表血清總的PSA水平[3，4]。血清PSA測定的準(zhǔn)確度高、穩(wěn)定且重復(fù)性好，是常規(guī)臨床用于前列腺良性與惡性疾病診斷及前列腺癌患者術(shù)后跟蹤的重要指標(biāo)。在正常生理?xiàng)l件下，前列腺導(dǎo)管系統(tǒng)與周圍環(huán)境在屏障作用下，血清中僅有微量的PSA; 當(dāng)腫瘤、增生或炎癥發(fā)生時(shí)，正常腺管結(jié)構(gòu)遭到破壞，引起血清中PSA濃度升高[5]。血清PSA正常濃度低于4.0 ng/mL; PSA濃度高于10 ng/mL時(shí)，患前列腺癌的危險(xiǎn)性增加，需要進(jìn)行前列腺活組織穿刺檢查[6]。檢驗(yàn)血清中PSA的水平有助于前列腺癌的早期診斷、監(jiān)測治療及預(yù)后判斷，對(duì)高危人群，尤其是50歲以上男性前列腺癌的普查具有重要意義。目前已發(fā)展了一系列高靈敏的檢測方法用于PSA的檢測，如電化學(xué)發(fā)光法[7]、表面增強(qiáng)拉曼光譜法[8，9]、比色分析法[10]、光電化學(xué)免疫分析法[11，12]等，但這些方法多需要昂貴的儀器設(shè)備、專業(yè)的操作人員和復(fù)雜的處理過程，且耗時(shí)較長。臨床上對(duì)血清PSA的檢測方法有放射免疫分析法、酶聯(lián)免疫分析法和化學(xué)發(fā)光免疫分析法，其中，放射免疫分析法具有較高的靈敏度、準(zhǔn)確度和精確度，但試劑存在放射性污染，并且標(biāo)記物半衰期短; 酶聯(lián)免疫分析法操作步驟相對(duì)繁瑣，靈敏度有待提高; 化學(xué)發(fā)光免疫分析法雖可實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)化檢測，靈敏度高，但發(fā)光強(qiáng)度受環(huán)境因素影響較大，工作曲線隨時(shí)間漂移。因此，有必要發(fā)展一種快速、簡便且靈敏的PSA檢測方法。

免疫層析技術(shù)是一種簡便、快速的診斷方法，也是現(xiàn)場即時(shí)檢測（Point of care testing， POCT）的重要工具[13～15]，最早用于人絨毛膜促性腺激素HCG的檢測，以此作為早期懷孕的診斷依據(jù)。免疫層析技術(shù)主要借助免疫層析試紙條完成，其檢測原理分為雙抗體夾心法和競爭反應(yīng)法，其中，雙抗體夾心法適于檢測大分子物質(zhì)（如腫瘤標(biāo)志物、酶等），而競爭法適于檢測小分子物質(zhì)（如毒素、毒品等）[16，17]。免疫層析技術(shù)不僅操作簡便、檢測快速、特異性強(qiáng)、穩(wěn)定性好，而且攜帶方便，已廣泛應(yīng)用于臨床診斷、食品安全、藥物檢測、環(huán)境污染等領(lǐng)域[18～20]。目前，市場上基于免疫層析檢測產(chǎn)品的數(shù)量持續(xù)上升，主要是由于試紙條的各組件價(jià)格低廉，性價(jià)比高，適合現(xiàn)場快速檢測和診斷。近年來，一些納米材料（如量子點(diǎn)、磁納米粒子、上轉(zhuǎn)換納米粒子等）被應(yīng)用于免疫層析檢測研究中[21～23]，提高了檢測的靈敏度，并實(shí)現(xiàn)了定量檢測。貴金屬納米粒子，特別是金和銀納米粒子，具有與其自身及外界環(huán)境相關(guān)的局域表面等離子體共振（LSPR）光散射性質(zhì)，適于作為光散射分析探針。近年發(fā)展最為成熟的膠體金免疫層析技術(shù)，是以膠體金納米顆粒作為免疫標(biāo)記物的一種免疫層析檢測方法，結(jié)果判讀直觀，并且無需任何儀器設(shè)備，因而引起了廣泛關(guān)注[24～26]。盡管膠體金免疫層析技術(shù)具有偶聯(lián)過程簡單、可肉眼直接觀察結(jié)果等優(yōu)點(diǎn)，但膠體金通過疏水鍵與蛋白偶聯(lián)形成免疫標(biāo)記探針，其穩(wěn)定性易受環(huán)境中離子濃度和pH值的影響，且膠體金免疫層析試紙條的靈敏度普遍不高，難以實(shí)現(xiàn)定量測定，因此，許多研究工作圍繞著尋找新的標(biāo)記材料而展開。

相比于球形的膠體金納米粒子，一維金納米棒（GNR）具有獨(dú)特的光學(xué)性能、催化活性強(qiáng)、穩(wěn)定性和生物相容性好等優(yōu)點(diǎn)，其消光系數(shù)（～109 L/（mol·cm））高于球形金納米粒子（～108 L/（mol·cm））。由于各向異性的形狀，GNR表現(xiàn)出兩個(gè)LSPR吸收峰（橫向和縱向吸收峰），分別由沿著納米粒子寬端和長端的電子振蕩產(chǎn)生[27]，且可通過改變長徑比，使縱向吸收峰位于可見光區(qū)域至近紅外區(qū)域，對(duì)周圍環(huán)境介電性質(zhì)的變化更加敏感[28～30]。因此，GNR用于生物分子檢測時(shí)更靈敏。本研究結(jié)合GNR標(biāo)記技術(shù)和免疫層析技術(shù)，構(gòu)建了基于GNR的免疫層析試紙條用于PSA的檢測，建立了一種快速、靈敏的PSA定量檢測技術(shù)，為前列腺癌等疾病的篩查及早期診斷提供了新方法。

2 實(shí)驗(yàn)部分

2.1 儀器與試劑

UVmini-1240紫外-可見分光光度計(jì)（日本島津公司）; ELAN 9000/DRC電感耦合等離子體質(zhì)譜儀（ICP-MS，美國Thermo Fisher Scientific公司）; HITACHI H-600型透射電子顯微鏡（日本Hitachi公司）; Arrayit微陣列掃描儀（美國Telechem公司）; 5415R型高速冷凍離心機(jī)（德國Eppendorf公司）; Nano-ZS粒度儀（英國Malvern公司）; HPC-250CL恒溫恒濕箱（上海申賢恒溫設(shè)備廠）; SG-ZKX250真空干燥箱（上海大恒光學(xué)精密機(jī)械有限公司）; HM3030 XYZ三維劃膜儀、ZQ2002微電腦斬切機(jī)、GD300滾動(dòng)式手動(dòng)裁紙刀（上海金標(biāo)生物科技公司）; 硝酸纖維素膜（NC膜，135 s）、樣品墊（CFSP001700）、結(jié)合墊（GFDX203000）、吸水墊（CFSP223000）及PVC底板（HF000MC100）均購自美國Millipore公司。

N-羥基琥珀酰亞胺（NHS）、1-乙基-3-（3-二甲氨基丙基）碳二亞胺鹽酸鹽（EDC）、聚丙烯酸鈉（PAA）、HAuCl4·3H2O（上海阿拉丁生化科技股份有限公司）;? NaBH4、AgNO3（北京化工廠）; 抗壞血酸（AA，上海藍(lán)季生物）; 十六烷基三甲基溴化銨（CTAB）、2-（N-嗎啉）乙磺酸（MES）、牛血清白蛋白（BSA）（北京鼎國昌盛生物技術(shù)有限責(zé)任公司）; PSA、鼠抗PSA單克隆抗體（L1C00401，cAb）、鼠抗PSA單克隆抗體（L1C00402，dAb）、羊抗鼠IgG、AFP、CA125、CA19-9（上海領(lǐng)潮生物科技有限公司）; 其它試劑均為分析純。實(shí)驗(yàn)用水為Milli-Q純水系統(tǒng)（美國Millipore公司）制備的超純水（18.2 MΩ cm）。

2.2 金納米棒-抗體（GNR-dAb）偶聯(lián)物的制備

采用種子生長法合成GNR[26]，再包裹上PAA后，用于抗體的偶聯(lián)，具體步驟如下：取1 mL GNR溶液，與100 μL 1% PAA混合攪拌2 h，9000 r/min離心后，分散于10 mmol/L MES緩沖溶液（pH=7.0）中，加入10 μL 100 mmol/L EDC和10 μL 100 mmol/L NHS活化30 min，再加入10 μg dAb，繼續(xù)反應(yīng)3 h，加入10 μL 10 mg/mL BSA封閉30 min，離心，沉淀重新分散在100 μL 20 mmol/L Tris-HCl（pH=8.0，含1% BSA，0.2 mg/mL NaN3，20%蔗糖和5%海藻糖）中，即得到GNR-dAb偶聯(lián)物。

2.3 GNR免疫層析試紙條的制備及檢測過程

將NC膜貼在帶有粘性的PVC底板對(duì)應(yīng)區(qū)域，利用HM3030三維劃膜儀將羊抗鼠IgG（1 mg/mL）和PSA單克隆抗體cAb（1 mg/mL）按1 μL/cm劃線量分別噴涂于NC膜上作為質(zhì)控線（C線）和檢測線（T線），37℃烘干過夜。然后，將樣品墊、結(jié)合墊和吸水墊粘貼在PVC底板相應(yīng)位置，其中樣品墊預(yù)先用處理液（20 mmol/L Tris-HCl， pH=8.0， 0.1% Tween 20， 0.5% PVP）浸泡后，于37℃真空干燥2 h，利用ZQ2002自動(dòng)斬切機(jī)將大板切割成3 mm寬試紙條，室溫干燥，保存?zhèn)溆?。將適量GNR-dAb加到試紙條結(jié)合墊上，37℃干燥0.5 h，將待測樣品滴加到樣品墊上，15 min后觀察結(jié)果，并利用Arrayit微陣列掃描儀采集信號(hào)。

2.4 GNR免疫層析試紙條靈敏度考察

分別用0.01 mol/L PBS（pH=7.4）配制濃度為0、0.1、1、5、10、50和100 ng/mL的PSA溶液，滴加至樣品墊上進(jìn)行檢測，15 min后進(jìn)行信號(hào)采集，每個(gè)濃度重復(fù)檢測3次。

2.5 GNR免疫層析試紙條特異性考察

分別配制PSA（100 ng/mL）、甲胎蛋白AFP（100 ng/mL）、腫瘤標(biāo)志性糖類抗原CA-125（100 U/mL）和CA-199（100 U/mL）及其混合液，滴加至樣品墊上進(jìn)行檢測，15 min后觀察顯色情況并進(jìn)行信號(hào)采集，每個(gè)樣品重復(fù)檢測3次，判斷試紙條的特異性。

2.6 GNR免疫層析試紙條性能評(píng)價(jià)

血清樣本取自吉林大學(xué)第一醫(yī)院某男性病人，無前列腺疾病，患者已知情同意。分別向血清中加入PSA至其終濃度為1、10和50 ng/mL，血清濃度均為20%，將混合溶液滴加到樣品墊上，孵育15 min后進(jìn)行信號(hào)采集，每個(gè)濃度重復(fù)檢測3次，考察試紙條的準(zhǔn)確度和精密度。

將試紙條密封，于4℃保存不同時(shí)間，分別取出用于PSA的檢測，考察其保存穩(wěn)定性。取同一批次和不同批次的試紙條分別對(duì)不同濃度PSA進(jìn)行檢測，評(píng)價(jià)試紙條的批內(nèi)穩(wěn)定性和批間穩(wěn)定性。

3 結(jié)果與討論

3.1 GNR免疫層析試紙條的檢測原理

采用雙抗體夾心法構(gòu)建GNR免疫層析試紙條的檢測流程如圖1所示。當(dāng)待測樣品中含有PSA時(shí)，首先與結(jié)合墊上的GNR-dAb結(jié)合，再層析到NC膜上T線區(qū)域與鼠抗PSA單克隆抗體cAb結(jié)合，形成雙抗體夾心免疫復(fù)合物，T線顯色，其顏色深淺/信號(hào)強(qiáng)度與PSA濃度正相關(guān)，未與cAb結(jié)合的偶聯(lián)物繼續(xù)層析至C線區(qū)域，

與羊抗鼠IgG相結(jié)合而C線顯色，判定為陽性結(jié)果; 反之，當(dāng)待測樣品中不含PSA時(shí)，樣品與偶聯(lián)物不反應(yīng)，不能被T線上的單克隆抗體捕獲，無法形成夾心，進(jìn)而T線不顯色，僅C線顯色，判定為陰性結(jié)果。若C線不顯色，則檢測無效。反應(yīng)完成后，利用微陣列掃描儀采集信號(hào)并提取相應(yīng)強(qiáng)度值，實(shí)現(xiàn)對(duì)PSA的定量檢測。

3.2 GNR-dAb偶聯(lián)物的制備及表征

采用種子生長法制備的GNR為棒狀結(jié)構(gòu)（圖2A），分散性良好，尺寸為（45±3）nmSymboltB@（10±2）nm。圖2B為GNR的吸收光譜圖，在519和743 nm處有兩個(gè)明顯的吸收峰，分別對(duì)應(yīng)GNR橫向和縱向的吸收峰。在GNR表面修飾上dAb后，橫向吸收峰和縱向吸收峰均明顯紅移，分別位移至526 nm和755 nm，這主要是由于連接上抗體后，納米粒子表面的介電性質(zhì)發(fā)生改變，這也表明dAb成功地連接在GNR表面，形成了偶聯(lián)物。

3.3 GNR免疫層析試紙條的優(yōu)化

GNR-dAb偶聯(lián)物的用量及待測樣品用量均會(huì)影響GNR試紙條檢測的靈敏度。分別將4、6、8、10 μL GNR-dAb滴加至結(jié)合墊上，在樣品墊上滴加60 μL 100 ng/mL PSA溶液進(jìn)行檢測，從圖3可見，隨著GNR-dAb偶聯(lián)物體積的增加，信噪比（S/N，目標(biāo)物T線信號(hào)強(qiáng)度與空白T線信號(hào)強(qiáng)度的比值）逐漸增大，當(dāng)體積為8 μL時(shí)達(dá)到最大。繼續(xù)增加偶聯(lián)物體積，S/N反而下降，可能是由于偶聯(lián)物數(shù)量過多，大量分布在NC膜上，導(dǎo)致背景信號(hào)過高，影響定量檢測的準(zhǔn)確性。選擇GNR-dAb偶聯(lián)物的用量為8 μL。在試紙條樣品墊上分別滴加40、60、80和100 μL PSA溶液（50 ng/mL）的進(jìn)行檢測。當(dāng)在樣品墊上滴加40 μL樣品時(shí)，由于結(jié)合墊上偶聯(lián)物未能完全釋放，C線和T線上信號(hào)都很微弱; 滴加100 μL樣品時(shí)，由于大量溶液停滯在NC膜上，未能向吸水墊遷移，主要是由于液體量超過了吸水墊的吸收能力; 只有使用60和80 μL樣品量時(shí)，偶聯(lián)物很好地被釋放且沿著NC膜順利遷移至吸水墊，C線和T線均顯示出較強(qiáng)的信號(hào)?？紤]到樣品的消耗量，選擇60 μL為樣品檢測的最佳體積。

3.4 GNR免疫層析試紙條檢測PSA的靈敏度

在優(yōu)化的實(shí)驗(yàn)條件下，利用構(gòu)建的GNR免疫層析試紙條分別對(duì)不同濃度的 PSA溶液進(jìn)行檢測，觀察顯色情況并采集信號(hào)，結(jié)果如圖4所示。T線顏色隨PSA濃度的增加而逐漸加深，S/N值隨著PSA濃度的增加而增大，且在0.1～50 ng/mL濃度范圍內(nèi)呈良好的線性，線性方程為y=0.064x+3.349（R2=0.994）。當(dāng)PSA濃度低于0.1 ng/mL時(shí)，微陣列掃描儀采集不到T線信號(hào)強(qiáng)度值，因此對(duì)PSA檢測的檢出限為0.1 ng/mL。與臨床常用酶聯(lián)免疫分析方法和化學(xué)發(fā)光免疫分析方法相比，GNR免疫層析試紙條操作簡便，檢測快速（僅需15 min），且不需昂貴的設(shè)備及專業(yè)的操作的人員，適合于現(xiàn)場檢測。

3.5 GNR免疫層析試紙條的特異性

利用GNR試紙條分別對(duì)PSA、AFP、CA-125、CA-199，及其混合液進(jìn)行檢測，由圖5可見，只有滴加PSA和含PSA的混合液的試紙條均出現(xiàn)明顯的T線和C線，而滴加AFP、CA-125和CA-199的試紙條只出現(xiàn)C線，表明此試紙條與其它蛋白沒有交叉反應(yīng)，對(duì)PSA檢測具有較好的特異性。此外，為了考察構(gòu)建的GNR試紙條用于血清檢測時(shí)樣品基質(zhì)的抗干擾特性，對(duì)10%胎牛血清（FBS）進(jìn)行了檢測，也僅出現(xiàn)C線而無T線，表明FBS中成分對(duì)GNR試紙條檢測無影響。

3.6 GNR免疫層析試紙條性能評(píng)價(jià)

采用GNR免疫層析試紙條進(jìn)行血清樣品的檢測。在血清樣本中添加不同濃度的PSA，利用GNR免疫層析試紙條進(jìn)行檢測，結(jié)果如表1所示，加標(biāo)回收率在97.9%～113.1%之間， RSD在2.2%～5.9%之間，表明GNR免疫層析試紙條檢測血清中的PSA具有良好的回收率及準(zhǔn)確度，可用于快速、靈敏地定量檢測血清中PSA。

將GNR免疫層析試紙條密封，于4℃保存一定時(shí)間后，分別對(duì)5和50 ng/mL PSA溶液進(jìn)行檢測，由圖6可見，60天內(nèi)信號(hào)值未發(fā)生明顯的變化，說明GNR免疫層析試紙條在4℃條件下保存穩(wěn)定性良好。

此外，考察了同一批次和不同批次的試紙條分別對(duì)5和50 ng/mL PSA溶液檢測結(jié)果，由表2可知，批內(nèi)和批間變異系數(shù)（Coefficient of variation， CV）均小于10%。以上結(jié)果表明，本方法具有較好的準(zhǔn)確性和精確度。

4 結(jié) 論

構(gòu)建了一種基于GNR的免疫層析試紙條用于PSA的快速定量檢測，此試紙條具有靈敏度高、特異性強(qiáng)和穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)。以GNR作為標(biāo)記探針，抗體通過共價(jià)鍵結(jié)合在GNR表面形成的偶聯(lián)物具有更好的穩(wěn)定性。GNR免疫層析試紙條可實(shí)現(xiàn)直觀可視的判讀結(jié)果，也可利用GNR優(yōu)異的LSPR光散射信號(hào)實(shí)現(xiàn)定量檢測。對(duì)PSA的檢出限為0.1 ng/mL， 線性范圍為0.1～50.0 ng/mL，批間和批內(nèi)變異系數(shù)均小于10%，在15 min即可完成檢測，適合于即時(shí)、快速檢測。本方法具有高的靈敏度、準(zhǔn)確性、可靠性和穩(wěn)定性，檢測時(shí)間短，具有良好的實(shí)用價(jià)值和應(yīng)用前景。

References

1 Siegel R， Ma J， Zou Z， Jemal A. CA Cancer J. Clin.， 2014， 64（1）： 9-29

2 Cuzick J， Thorat M A， Andriole G， Brawley O W， Brown P H， Culig Z， Eeles R A， Ford L G， Hamdy F C， Holmberg L， Ilic D， Key T J， Vecchia C L， Lilja H， Marberger M， Meyskens F L， Minasian L M， Parker C， Parnes H L， Perner S， Rittenhouse H， Schalken J， Schmid H， Schmitz-Drger B J， Schrder F H， Stenzl A， Tombal B， Wilt T J， Wolk A.? Lancet Oncol.， 2014，? 15（11）： e484-e492

3 Vasarainen H， Salman J， Salminen H， Valdagni R， Pickles T， Bangma C， Roobol M J， Rannikko A. World J. Urol.， 2015，? 33（11）： 1735-1740

4 Koie T， Mitsuzuka K， Yoneyama T， Narita S， Kawamura S， Kaiho Y， Tsuchiya N， Tochigi T， Habuchi T， Arai Y， Ohyama C， Yoneyama T， Tobisawa Y.? Int. J. Clin. Oncol.， 2015， 20（1）： 176-181

5 Salman J W， Schoots I G， Carlsson S V， Jenster G， Roobol M J. Adv. Exp. Med. Biol.， 2015，? 867： 93-114

6 Chen R， Huang Y R， Cai X B， Xie L P， He D L， Zhou L Q， Xu C L， Gao X， Ren S C， Wang F B， Ma L L， Wei Q， Yin C J， Tian Y， Sun Z Q， Fu Q， Ding Q， Zheng J H， Ye Z Q， Ye D W， Xu D F， Hou J Q， Xu K X， Yuan J L， Gao X， Liu C X， Pan T J， Sun Y H. PLoS One， 2015，? 10（6）： e0130308

7 Cao J T， Yang J J， Zhao L Z， Wang Y L， Wang H， Liu Y M， Ma S H. Biosens. Bioelectron.， 2018，? 99： 92-98

8 Wang J R， Xia C， Yang L， Li Y F， Li C M， Huang C Z. Anal. Chem.， 2020，? 92（5）： 4046-4052

9 Cheng Z， Choi N， Wang R， Lee S， Moon K C， Yoon S Y， Chen L， Choo J. ACS Nano， 2017，? 11（5）： 4926-4933

10 Tan F， Yang Y， Xie X X， Wang L Q， Deng K Q， Xia X D， Yang X M， Huang H W. Analyst， 2018，? 143（20）： 5038-5045

11 Zhang K Y， Lv S Z， Lin Z Z， Li M J， Tang D P. Biosens. Bioelectron.， 2018，? 101： 159-166

12 Zhang L J， Luo Z B， Zeng R J， Zhou Q， Tang D P. Biosens. Bioelectron.， 2019，? 134： 1-7

13 Sajid M， Kawde A N， Daud M. J. Saudi Chem. Soc.， 2015，? 19（6）： 689-705

14 XU Jun-Li， LIU Bei-Bei，WANG Yu-Long， LI Pan， YANG Kang， WU Qin， JIANG Lan， ZHANG Hao-Ran， YANG Li-Fei， ZHANG Cun-Zheng. Chinese J. Anal.Chem.， 2019， 47（11）： 1823-1831

許俊麗， 劉貝貝， 王玉龍， 李 盼， 楊 康， 吳 勤， 蔣 嵐， 張皓然， 楊立飛， 張存政. 分析化學(xué)， 2019， 47（11）： 1823-1831

15 Le T T， Chang P， Benton D J， McCauley J W， Iqbal M， Cass A E G. Anal. Chem.， 2017，? 89（12）： 6781-6786

16 Fang C C， Chou C C， Yang Y Q， Wei-Kai T， Wang Y T， Chan Y H. Anal. Chem.， 2018，? 90（3）： 2134-2140

17 Chen Y Q， Chen Q， Han M M， Liu J Y， Zhao P， He L D， Zhang Y， Niu Y M， Yang W J， Zhang L Y. Biosens. Bioelectron.， 2016，? 79： 430-434

18 Chen J H， Zhou S G， Wen J L. Anal. Chem.， 2014，? 86（6）： 3108-3114

19 Yao Y， Guo W， Zhang J， Wu Y， Fu W， Liu T， Wu X， Wang H， Gong X， Liang X J， Chang J. ACS Appl. Mater. Interfaces， 2016，? 8（35）： 22963-22970

20 Wang C Y， Hou F， Ma Y C. Biosens. Bioelectron.， 2015.? 68： 156-162

21 You P Y， Li F C， Liu M H， Chan Y H. ACS Appl. Mater. Interfaces， 2019，? 11（10）： 9841-9849

22 Yang Y Q， Yang Y C， Liu M H， Chan Y H. Anal. Chem.， 2020，? 92（1）： 1493-1501

23 Liu Q Y， Cheng S M， Chen R， Ke J M， Liu Y W， Li Y F， Feng W， Li F Y. ACS Appl. Mater. Interfaces， 2020，? 12： 4358-4365

24 Parolo C， Escosura-Muiz A， Merkoi A. Biosens. Bioelectron.， 2013，? 40： 412-416

25 López-Marzo A M， Pons J， Blake D A， Merkoi A. Biosens. Bioelectron.， 2013，? 47： 190-198

26 Xu H， Chen J， Birrenkott J， Zhao J X J， Takalkar S， Baryeh K， Liu G D. Anal. Chem.， 2014，? 86（15）： 7351-7359

27 Zhang H， She Z， Su H， Kerman K， Kraatz H B. Analyst， 2016，? 141（21）： 6080-6086

28 Moon H， Kumar D， Kim H， Sim C， Chang J H， Kim J M， Kim H， Lim D K. ACS Nano， 2015，? 9（3）： 2711-2719

29 Tebbe M， Maennel M， Fery A， Pazos-Perez N， Alvarez-Puebla R A. J. Phys. Chem. C， 2014，? 118（48）： 28095-28100

30 Rao W Y， Li Q， Wang Y Z， Li T， Wu L J. ACS Nano， 2015，? 9（3）： 2783-2791

Gold Nanorods-based Immunochromatographic Strip for Rapid

and Quantitative Detection of Prostate Specific Antigen

ZHANG Hua2， LI Qun1， LIU Gui-Feng*1

1（Department of Radiology， China-Japan Union Hospital of Jilin University， Changchun 130033， China）

2（State Key Laboratory of Electroanalytical Chemistry， Changchun Institute of Applied Chemistry，

Chinese Academy of Sciences， Changchun 130022， China）

Abstract A gold nanorod （GNR）-based immunochromatographic strip was developed for rapid and quantitative detection of prostate specific antigen （PSA）. GNR was used as the labeled probe and coated with sodium polyacrylate. Then the anti-PSA monoclonal antibody （dAb） was immobilized on the surface of GNR through covalent attachment to form the GNR-dAb conjugates. The mouse anti-PSA monoclonal antibody and the goat anti-mouse IgG were sprayed onto the nitrocellulose membrane as test line and control line， respectively. The resultant GNR-dAb conjugates were introduced to construct the immunochromatographic strip for the quantitative detection of PSA by a sandwich method. The proposed GNR-based immunochromatographic strip exhibited good specificity， high stability and high sensitivity. The experimental results indicated that GNR-based immunochromatographic strip showed a good linear range from 0.1 ng/mL to 50 ng/mL with a limit of detection of 0.1 ng/mL， and the relative standard deviation was less than 10%. The established assay could be successfully applied for PSA detection in serum， which was beneficial for early diagnosis， treatment and prognosis of prostate cancer.

Keywords Gold nanorod; Immunochromatography; Prostate specific antigen; Quantitative detection

（Received 14 March 2020; accepted 20 May 2020）

This work was supported by the National Natural Science Foundation of China （No.61901438）.

2020-03-14收稿; 2020-05-20接受

本文系國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（No. 61901438）資助

* E-mail： gfliu@jlu.edu.cn