基于微流控芯片的肿瘤microRNA可视化定量检测研究

Alterations in microRNA expression are involved in the initiation and progression of tumors. miRNAs are utilized as important clinical biomarkers for tumor diagnosis and prognosis. Traditional techniques, which are time-consuming, laborious and also require expensive and sophisticated instruments, are not feasible for on-site microRNA determination. Based on slipchip technology, in this study, a rapid, quantitative and visualized point-of-care device involving RNA-binding protein as biorecognition receptor and platinum nanoparticle signaled-gas microfluidics chip, will be developed for microRNA quantification. By combining chip optimization with multistage platinum-amplification and magnetic beads enrichment effect, sensitivity can be increased for clinical detection demand. This platform can be employed for microRNA detection in tumor cells and complex biological system and monitoring the therapy of anticancer drugs.

MicroRNA的异常表达与肿瘤的发生和发展密切相关，被认为是一类非常重要的用于肿瘤诊断和预后的生物学指标。传统的microRNA检测方法耗时费力且使用昂贵复杂的仪器，不适用于现场检测中的广泛使用。本项目在前期滑动微流控芯片技术的工作基础上，将microRNA特异性结合蛋白与铂纳米粒子为信号的气体微流控芯片技术相结合，将开发出一种快速，定量，可视化的microRNA即时诊断工具。通过改进和优化芯片的设计，借助级联信号放大和磁性纳米颗粒的富集效应，提高芯片检测的灵敏度以满足临床检测的需要。最终得到的检测平台设计可用于肿瘤细胞和组织裂解液中microRNA的检测，并能够用于肿瘤细胞对于抗癌药物响应的监测。

癌症已成为引发人类死亡最重大的疾病之一，探索用于疾病诊疗的新技术对人类健康有着重要的意义。本项目将微流控技术、CRISPR/Cas技术、纳米技术和生物技术有机结合，成功用于蛋白、MicroRNA、端粒酶等癌症标志物的检测，为疾病预防、疾病诊断、个性化医疗提供了一种新的分析手段，可以满足大多数临床诊断的需要。本项目还发展了一种近红外光远程操控的基因编辑技术，可在体内实现时空可控的基因编辑；另外，设计了一种金纳米颗粒掺杂的铁基金属有机框架，用于肿瘤的乏氧治疗。最后，本项目开发了一种铜基金属有机框架包覆的介孔二氧化硅正交纳米反应器，用于评估癌细胞内谷胱甘肽水平。目前，实验室在芯片设计加工、纳米材料制备、高灵敏度生物传感器和新型疾病诊疗技术等领域达到了较高水平。已在Science advances，Biosensors and Bioelectronics，Nano Research，Sensors and Actuators B: Chemical，Chemical Communications上发表五篇SCI论文。另有三篇SCI 文章正在返回修改或者评审中，成功申请1项发明专利。