基于脱氧核酶的恶性肿瘤相关物质检测新方法及成像分析的研究

This research project intends to carry on the study of new detecting and imaging analysis method to detect malignant tumor biomarkers based on DNAzyme which has advantages of higher catalytic efficiency and specificity, good stability, and simple synthesis and modify process. It is expected to not only retain advantages of DNAzyme on catalytic activity and identification capability, but also achieve signal-transducing capability from nanomaterial, then realizing the requirements of functional integration of signal identification and transduction. Combined with specifically recognition, it could realize high sensitive detection and imaging analysis of multiple tumor biomarkers. This study shows prospect for biology and clinical medicine applications of DNAzyme, also it provides new methods and new technologies for early accurate diagnosis of tumor and other serious diseases.

本项目基于脱氧核酶较高的催化效率和特异性、好的稳定性以及合成简单且修饰方便等优点拟开展恶性肿瘤标志物检测新方法及成像分析研究。通过构建脱氧核酶-功能化纳米材料复合物， 既能保留脱氧核酶高效的催化特性和识别能力， 又能引入功能化纳米材料的信号转导功能，并实现识别与信号转导一体化的功能，结合肿瘤标志物高效的特异识别特性，可实现多种肿瘤标志物高灵敏检测及成像分析，为脱氧核酶在生物学及临床医学等领域的应用提供重要的参考和依据，也为癌症等重大疾病的早期准确诊断提供新方法、新技术。

随着全世界癌症病人患者的不断增多以及晚期疾病诊断导致的死亡人数的增加，生物传感在早期疾病诊断中扮演了重要的作用。临床研究和实践表明，高灵敏性、高选择性检测癌症等重大疾病相关生物标志物，是实现癌症等重大疾病早期诊断和治疗的有效途径。本项目以建立与人口健康密切相关的恶性肿瘤等重大疾病早期准确诊断和治疗新方法为主要目标，通过构建新型的光电传感探针、检测与成像系统以及生物功能化的纳米药物载体，结合光电信号与生物组织和靶点相互作用来获取重大疾病信息的基本理论和方法，研究疾病的发生、发展机理，利用光电检测技术实现肿瘤细胞内标志物的特异性识别、示踪及实时监测。构建DNA酶功能化的金纳米颗粒探针，基于锌离子响应DNA酶，设计金颗粒表面的DNA步行器，可原位放大检测靶标microRNA，实现细胞内miRNA21的灵敏荧光成像检测。利用铂纳米簇@聚鲁米诺的复合材料作为电致化学发光（ECL）的检测平台，介孔二氧化硅作为载体封装PMA作为靶向材料对细胞内端粒酶进行检测。针对目前光热材料光热转化效率不高的问题，将纳米金花原位修饰在氧化石墨烯表面形成一种高效光热转化效率的纳米复合材料并应用于肿瘤靶向化学/光热的协同治疗。开发生物医学光电检测技术以及诊疗一体化等技术，为癌症等重大疾病的早期诊断及治疗提供新的方法和依据。