非小细胞肺癌(NSCLC)可将高浓度的外泌体分泌到血液循环系统中。这种囊泡能转移核酸,蛋白质,酶和脂质到受体细胞,从而影响疾病的发生发展。其中很多外泌体蛋白质表达在膜上,从而产生了不同表达水平的表面表型,这些表型可以帮助识别外泌体的细胞亚型,促进NSCLC的早期诊断和治疗。因此,建立无创、简便、特异性高的生物传感检测方法对于提高肺癌的早期诊断率显得尤为重要。本研究基于表面等离子共振成像(SPRi)平台,构建了用于外泌体高灵敏、免标记、多组分同时检测的生物传感新方法。首先在SPRi芯片上修饰了多种抗体组成的抗体微阵列,通过抗体和不同表面表型的生物亲和力捕获外泌体,在芯片表面引起与表型丰度相关的局部折射率变化进而产生第一重SPRi信号;然后借助功能化的金纳米颗粒良好的局域表面等离子共振效应和高折射率性质放大SPRi信号,实现对NSCLC来源的外泌体进行高灵敏检测。利用该方法分析了EGFR和EpCAM在几种NSCLC外泌体中的过表达程度,发现CD63在三种NSCLC细胞来源的外泌体中的水平几乎相同,为区分不同NSCLC细胞来源的外泌体提供了分子征像。通过这些信息可以精确识别外泌体表面蛋白质表达模式,从而有效地区分源自正常肺和NSCLC细胞的外泌体,实现了来自不同NSCLC细胞来源外泌体的鉴别。此外,基于SPRi的生物传感器对外泌体的检测限低至2.37×10~4个颗粒/μL,且成功地鉴别了NSCLC患者、接受治疗的患癌人员以及正常人血浆样品外泌体的水平差异,提示通过测量血浆中外泌体数量有望筛查NSCLC和评价治疗效果,证明了该方法的临床适用潜力。构建的SPRi生物传感器能够高灵敏、免标记、多组分的检测外泌体;能通过分析不同NSCLC细胞来源的外泌体并评估蛋白表达水平,鉴别NSCLC相关外泌体来源的亲代细胞类型,从而为非小细胞肺癌诊断、监测和治疗选择提供更多帮助。本研究构建的生物传感器策略将为临床上大规模高通量筛查NSCLC提供潜在的工具。