电阻型免疫传感器及微流控芯片用于前列腺癌的诊断

本项目利用石墨烯良好的导电性能制备石墨烯修饰薄膜，通过固定抗体，抗原后薄膜电阻的改变直接检测前列腺特异性抗原。在一定大小的基底上，不同浓度石墨烯溶液形成的薄膜电阻随石墨烯溶液浓度的增大而降低，在这个过程中，会出来一个拐点（Percolation threshold），在这个拐点附近，薄膜的电阻有极大的降低，导电性有极大提高。那么在这个拐点附近，将抗体、抗原修饰到薄膜上，就能够很容易的改变薄膜的电阻，从而实现抗原的灵敏检测。利用简单的万用表，构建成一种低成本、无标记、简单、快速检测前列腺特异性抗原（PSA）的传感技术。该技术具有高特异性和高灵敏度（ng级），便于现场检测等特点，可以方便、有效地用于前列腺特异性抗原的检测。同时，将该传感器用于临床实际样品中PSA的检测取得了满意的结果。基于这种传感器制备简单的特点，将多个传感器制备到芯片上，形成微流控芯片，以此可推广到医学上其他肿瘤标志的检测。

在自然科学基金青年基金“电阻型免疫传感器及微流控芯片用于前列腺癌的诊断”（21105128）资助下，采用电化学和荧光等检测手段，我们开发了多种电化学传感器和荧光检测方法用于生物标志物（前列腺特异性抗原、蛋白激酶、葡萄糖等）检测。项目进展顺利，虽然研究计划做了一定调整，但总体研究方向与基金计划内容一致。主要研究内容包括：（1）二茂铁修饰苯丙氨酸自组装材料（纳米线、水凝胶）的合成并用于电化学传感器制备。将葡萄糖氧化酶包埋在水凝胶中，利用水凝胶中二茂铁作为电子媒介体制备了葡萄糖传感器。将水凝胶修饰在电极表面作为免疫传感界面，或利用二茂铁修饰纳米线作为信号标记物制备了电化学免疫传感器实现了肿瘤标志物灵敏检测。（2）荧光纳米材料（银纳簇、碳量子点）的制备并用于人体中酶（蛋白激酶、碱性磷酸酯酶）活性检测。利用银纳簇作为荧光探针开发了一种检测蛋白激酶（PKA）活性及筛选蛋白激酶抑制剂的方法。三磷酸腺苷（ATP）能增强银纳簇的荧光，而蛋白激酶能水解ATP变为腺苷二磷酸（ADP），促使荧光减弱，并且荧光降低同蛋白激酶活性在一定范围内呈线性关系。合成了荧光碳量子点，基于Cu(II)离子对碳点荧光的猝灭作用，发展了一种荧光检测碱性磷酸酯酶活性的方法。项目负责人作为第一作者和通讯作者发表基金标注SCI收录论文23篇，其中影响因子在5以上论文7篇，包括2篇Anal. Chem，4篇Biosensor. Bioelectron,1篇J. Power Sources。项目在研究成果与人才培养方面已基本达到预期目标，项目经费按预算合理使用。