新型多标志物联检的纳米电化学生物传感器用于肺癌早期诊断

Lung cancer is one of the therioma which badly intimidate humans life and health, the early diagnosis of lung cancer is of particular importance for the patient's quality of life and the total evaluation of the therapy effect. Now, the major clinical testing methods including imaging diagnosis, enzyme-linked immunosorbent assay, cytology diagnosis, RT-PCR, and so on. But there are some limitations in these methods, such as poor specificity and sensitivity, fussy operation, high costs, and sigleness of detecting target, which restrict their widely clinical application. Based on our solid foundation work and widely literature investigation, this project aims to develop a novel nano electrochemical biosensor for combination analysis of multiple tumor markers with high sensitivity and high specificity. This method combines the biominetic nano technique, immunoassay or nucleic acid hybridization technology, multi-probe labeling technique, and the electrochemical detection technique. Thus, this interdisciplinary study provides scientific research foundations for the final clinical diagnosis applications of lung cancer.

肺癌是严重威胁人类生命和健康的恶性肿瘤之一，肺癌早期诊断对提高肺癌患者的生存质量及总体治疗效果评价具有重大意义。目前临床常用于肿瘤早期诊断的影像诊断技术、细胞学诊断技术、酶联免疫技术、RT-PCR技术等存在检测周期长、操作复杂、特异性不高、检测成本高及检测指标单一等不足，限制了在临床中的广泛应用。本项目拟在前期扎实的研究工作及广泛的文献调研基础上，将仿生纳米技术、免疫技术或核酸杂交技术、多探针标记技术，以及电化学检测技术有机结合，构建新型多标志物联检的纳米电化学生物传感器，建立高灵敏、高特异性的肺癌标志物联合检测新方法，为最终用于临床肺癌早期诊断提供科学的研究基础。

肺癌严重威胁人类生命和健康，在我国，肺癌发病率及死亡率均居各类恶性肿瘤之首。肺癌早期诊断及预后工作将对提高肺癌患者的生存质量及总体治疗效果评价具有重大意义。目前临床常用于肿瘤早期诊断的影像诊断技术、细胞学诊断技术、酶联免疫技术、RT-PCR技术等存在检测周期长、操作复杂、特异性不高、检测成本高及检测指标单一等不足，限制了在临床中的广泛应用。本项目开发了一系列具有特定功能的纳米材料及纳米复合材料，如：新型氧化钨量子点材料，功能化金纳米团簇，二维过渡金属氧族化合物及其复合材料，仿生聚多巴胺复合纳米材料，不同信标的二抗复合纳米材料，以及具有磁性性能的生物素化磁珠等，改善了生物识别特性与信号转换功能，实现了固定化与功能化的统一；结合固定生物分子技术及纳米生物技术，建立了DNA生物传感界面及新型免疫传感界面：将DNA Walker与DNA四面体纳米结构相结合，构建了基于DNA行走机器人组装的可控电化学传感界面，实现了基于新型DNA分子机器构建的电化学生物传感对DNA杂交过程的高灵敏检测；基于控制组装界面的交流阻抗型DNA电化学传感器的构建实现了对目标基因的高灵敏度检测；设计制作了一系列仿生功能纳米阵列电极，并结合微流控技术发展了多组分同时检测的仿生纳米电化学生物传感器。在以上工作的基础上还对多通道纳米生物传感器进行了临床验证探索，本项目为多肿瘤标志物的联合快速检测提供新的方法，并为最终用于肺癌早期诊断提供科学的研究基础。