CN102818800A - 一种基于芯片级试纸的人血尿蛋白检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于生物医学信息检测领域，涉及一种基于芯片级试纸的人血尿蛋白检测方法，包括下列步骤：（1）在纳米阵列上喷镀导电性优良的金属，制成具有拉曼增强衬底结构的纳米阵列芯片；（2）将不同浓度的人血尿蛋白溶液标准样品滴加在纳米阵列芯片上，反应一定时间后，分别进行拉曼光谱测试，找到某一特征峰信息，加以比对地址信息与强度信息，进行数据统计，构造形成数据库；（3）将待测人血尿蛋白溶液滴加在某种结构的纳米阵列芯片上，反应一定时间后，进行拉曼光谱测试，将获得的拉曼光谱与数据库里存储的信息相互比对，得到待测人血尿蛋白溶液的浓度。本发明能够能够快速、微量、可便携地检测人血尿蛋白。
Description
所属技术领域
本发明属于生物医学信息检测领域，涉及一种人血尿蛋白检测方法
背景技术
血液中常会有定量的对人类生命活动不可或缺的蛋白存在。一部分的蛋白会在肾脏的丝球体中过滤进入尿液中，但又会在肾小管被吸收而回到血液中。因此，若肾脏的机能正常，在尿液中出现的蛋白量只有一点点，但是当肾脏与尿管出现障碍时就会漏出多量的蛋白变成蛋白尿。正常人尿中有微量蛋白，正常范围内定性为阴性，记为（-）。尿中蛋白质含量多达0.15g/24h以上时，称蛋白尿，尿常规定性可出现阳性。尿蛋白是尿液通过酸化加热后混浊而检出的蛋白质。正常人24小时尿蛋白的范围为≦0.15g，常规化验检测为阴性。如检测尿蛋白＞150毫克/日，即尿蛋白阳性时，说明人体排出的尿蛋白量明显增多，属于异常尿蛋白。尿蛋白持续阳性，往往代表肾脏发生了病变，故临床可依据尿蛋白阳性的多少来判定肾病损伤的程度以及肾病治疗的效果。因此，出现异常尿蛋白，一定要有效控制并消除，防止病情恶化进展。
定性试验是用以筛选和粗略估计尿蛋白含量的方法。试验的方法有三种：试纸法、磺柳酸法和加热醋酸法。磺柳酸法和加热醋酸法都是根据浊度反应将无混浊或无沉淀定为阴性（一），将出现混浊或沉淀的定为阳性（+）。磺柳酸法操作简便，灵敏度高，可广泛用于普查，但其对白蛋白的灵敏度高于球蛋白，且影响因素较多，易造成假阴性或假阳性。加热醋酸法对白蛋白和球蛋白的灵敏度基本一致，影响因素少，准确性较高。
众所周知，由于尿蛋白含量相对微量，因此提纯检测过程中需要浓缩，因此现在检测尿蛋白含量的生物医学处理过程中，需要被检查的患者留尿相当一定量，这样对于体弱的病患、年幼的孩子以及年迈的老人都无疑是非常困难和痛苦的。在这样的医学工程背景下，继续寻找一种快速、微量、可便携的检测手段，作为尿蛋白含量的检测系统。
发明内容
本发明的目的是提供一种能够快速、微量、可便携地检测人血尿蛋白的方法。本发明的技术方案如下：
一种基于芯片级试纸的人血尿蛋白检测方法，包括下列步骤：
（1）在纳米阵列上喷镀导电性优良的金属，制成具有拉曼增强衬底结构的纳米阵列芯片；
（2）将不同浓度的人血尿蛋白溶液标准样品滴加在纳米阵列芯片上，反应一定时间后，分别进行拉曼光谱测试，找到某一特征峰信息，加以比对地址信息与强度信息，进行数据统计，构造形成数据库；
（3）将待测人血尿蛋白溶液滴加在某种结构的纳米阵列芯片上，反应一定时间后，进行拉曼光谱测试，将获得的拉曼光谱与数据库里存储的信息相互比对，得到待测人血尿蛋白溶液的浓度。
作为优选实施方式，所述的纳米阵列为零维的量子点颗粒和一维的量子线结构；所述的导电性优良的金属为Ag、Au、Pt或Cu中的一种或多种；利用磁控溅射工艺实现导电性优良的金属的喷镀。
本发明提出的基于芯片级试纸的检测人血尿蛋白的方法可为医学工作者和科研工作者探索微量生物医学信息提供新的实验手段，应用范围也相当广泛。可使得检测尿蛋白含量的检测变得更加便捷，更加易于操作。同时实现真正意义上的“芯片级实验室”，并商业化。
具体实施方式
表面增强拉曼散射（SERS）：吸附在粗糙化金属表面的有机物由于表面局域等离子激元被激发所引起的电磁增强(即物理增强)，以及粗糙表面上的原子簇及吸附其上的分子构成拉曼增强的活性点(即化学增强)，这两者的作用使被测定物的拉曼散射产生极大的增强效应。其增强因子可达103～107次方，已发现能产生SERS的金属有Ag、Au、Cu和Pt等少数金属，以Ag的增强效应为最佳，最为常用。此技术具有选择性好和灵敏度高的优点，实际检测限可达10-12克级。
下面对本发明的技术方案进行详细说明
（1）组装纳米阵列，喷镀贵金属实现拉曼增强衬底结构
在纳米阵列（纳米阵列形貌包括纳米颗粒、纳米线、纳米棒、纳米带等各种形貌的低维度纳米阵列，尤其是零维的量子点颗粒和一维的量子线结构）上（其中纳米材料的材质可以是有机物、无机物或者复合材料），利用磁控溅射工艺实现导电性优良的金属（Ag、Au、Pt、Cu等中的一种或多种）的薄膜图层覆盖，制成纳米阵列芯片。
（2）待测溶液标准样品滴定与训练程序
将不同浓度（从稀溶液到浓溶液）待测溶液标准样品滴加在纳米阵列芯片上，反应一定时间（5～600s）后，分别作出拉曼光谱测试。找到某一特征峰信息，加以比对地址信息与强度信息，进行数据库数据统计。形成不同反应时间、不同阵列结构、不同溶液浓度之间的数据库信息网络。
（3）待测样品测量与数据判别输出系统
步骤（2）训练出的数据库，可以打印出来成为产品数据手册、可以形成电子版数据库信息表，也可以作为嵌入式代码编入手持式拉曼光谱仪的数据处理芯片，这样只需要使用特定纳米结构的阵列芯片试纸做测试，规定的时间所呈现的拉曼光谱信息，就可以让作为对比信息，将其引入数据库信息中查找，找到对应的数据库节点，就可以很轻松的判断尿蛋白含量的多少。
本发明的一个实施例为：在ZnO纳米棒阵列上，利用磁控溅射工艺实现贵金属Ag的薄膜图层覆盖。将不同浓度（从稀溶液到浓溶液）待测溶液标准样品滴加在纳米阵列芯片上，反应一定时间（5～600s）后，分别作出拉曼光谱测试。找到某一特征峰信息，加以比对地址信息与强度信息，进行数据库数据统计。形成不同反应时间、不同阵列结构、不同溶液浓度之间的数据库信息网络。）待测样品测量与数据判别输出系统.步骤（2）训练出的数据库，可以打印出来成为产品数据手册。这样只需要使用特定纳米结构的阵列芯片试纸做测试，规定的时间所呈现的拉曼光谱信息，就可以让作为对比信息，将其引入数据库信息中查找，找到对应的数据库节点，就可以很轻松的判断尿蛋白含量的多少。
Claims (4)
1.一种基于芯片级试纸的人血尿蛋白检测方法，包括下列步骤：
（1）在纳米阵列上喷镀导电性优良的金属，制成具有拉曼增强衬底结构的纳米阵列芯片；
（2）将不同浓度的人血尿蛋白溶液标准样品滴加在纳米阵列芯片上，反应一定时间后，分别进行拉曼光谱测试，找到某一特征峰信息，加以比对地址信息与强度信息，进行数据统计，构造形成数据库；
（3）将待测人血尿蛋白溶液滴加在某种结构的纳米阵列芯片上，反应一定时间后，进行拉曼光谱测试，将获得的拉曼光谱与数据库里存储的信息相互比对，得到待测人血尿蛋白溶液的浓度。
2.根据权利要求1所述的人血尿蛋白检测方法，其特征在于，所述的纳米阵列为零维的量子点颗粒和一维的量子线结构。
3.根据权利要求1或2所述的人血尿蛋白检测方法，其特征在于，所述的导电性优良的金属为Ag、Au、Pt或Cu中的一种或多种。
4.根据权利要求1至3任意一项所述的人血尿蛋白检测方法，其特征在于，利用磁控溅射工艺实现导电性优良的金属的喷镀。
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