基于新型多孔中空氧化铈铂纳米球与金@乙炔黑纳米复合物的超灵敏检测循环肿瘤细胞新方法的研究

As one of the excellent markers for early detection of cancer, circulating tumor cells (CTCs) contain abundant information of tumor tissues. It has important clinical significance to accurately detect and collect CTCs. However, CTCs are extremely low in peripheral blood. In view of this problem, this project intends to design an ultrasensitive electrochemical biosensor system. Porous hollow CeO2@Pt nanosphere is a novel and multi-functional nano-material. It has super catalytic effect to improve the sensitivity of the method. Moreover, its porous hollow physical structure can make it as a carrier, carrying signal substances, drugs and so on. Au@Ab (acetylene black) nanocomposites can significantly improve the electron transfer ability and active surface area of the electrode for further improving the sensitivity of the method. The specificity is guaranteed by high specific and affinity aptamers screened by SELEX technology. In addition, CTCs were purified and collected using specially designed aptamers, deoxyuracil hydrolase and magnetic beads. In summary, the project not only could realize the ultra-sensitive detection of CTCs, but also could purify and collect CTCs without damaging their activity. The collected CTCs can be used for individualized and deeper research of cancer。

循环肿瘤细胞（circulating tumor cells, CTCs）作为癌症早期检测的优良标志物之一，包含丰富的肿瘤组织信息，对其精准的检测及收集具有重要的临床意义。由于CTCs在外周血中的含量是极低的，因此本项目将设计一个超灵敏、超特异的电化学细胞传感器。作为传感器灵敏度的保障，全新设计的多孔中空氧化铈铂合金纳米材料的催化能力不仅有望超过氧化铈、铂单一纳米颗粒，且特殊的物理结构可使其负载大量的信号物质进一步放大信号。金@乙炔黑新型纳米复合物用来提高电极的电子传递能力以及活性表面积，亦可改善灵敏度。利用SELEX技术筛选高特异、高亲和力的适体用于提高传感器的特异性。此外，适体末端被特殊设计,延长8-10个碱基，并将T碱基替换成U碱基，再联合利用脱氧尿嘧啶水解酶与磁珠实现CTCs的收集。综上所述，该项目不仅有望实现CTCs的超灵敏检测，且可在不损伤细胞活性的前提下将CTCs纯化、收集。

循环肿瘤细胞（circulating tumor cells, CTCs）是指源于原发肿瘤或转移肿瘤，获得脱离基底膜的能力并通过组织基质入侵血管的肿瘤细胞，包含丰富的肿瘤组织信息。作为肿瘤转移早期监测的优良标志物之一，CTCs的检测具有重要的临床意义，亦是液体活检技术的一种，主要通过检测血液中的CTCs的数量来进行诊断。通过对血液中CTCs的数量以及蛋白表达、序列等检测可以获取肿瘤的病变信息。由于CTCs在外周血中的含量是极低的，因此迫切需求一个高灵敏、高特异的检测方法。本项目利用电化学传感器平台联合适配技术、核酸放大技术以及纳米技术旨在构建一个高灵敏、高特异、快速、操作简单的CTCs检测系统。为了提高方法的灵敏度，我们从三个角度入手。一是开发具有强大电催化活性的新型纳米材料；二是筛选优秀的电极修饰材料；三是设计巧妙的核酸放大技术。在本项目中，我们设计了6种优秀的纳米材料，包括：CeO2@Ir纳米棒，分枝状的PtAuRh三金属纳米球，BSA@Ag@Ir金属有机纳米团簇，CeO2@Ag杂化纳米花、AuIrPt多面体纳米酶以及AuCePt 多孔中空纳米酶。筛选了3种优秀的电极修饰材料，包括：超导炭黑BP2000，DL-10和OCB40。此外还整合了3种新型的核酸放大技术。为了提高检测方法的特异性，我们筛选高特异、高亲和力的适体。此外，还设计了双重识别策略和三重识别策略。为了收集被捕获的CTCs，捕获适体末端经过特殊设计,延长8-10个碱基，并将T碱基替换成U碱基，再利用脱氧尿嘧啶水解酶与磁珠实现高效、特异的收集。基于以上工作，我们开发了4种新型的电化学细胞传感器，均展现了优秀的检测性能。作为本项目的延伸，一种电化学核酸传感器和一种载体型纳米酶被开发。综上所述，该项目成功的完成了CTCs的高灵敏、高特异的检测和收集方法的开发工作，为CTCs检测方法在临床中的应用提供参考。不仅如此，还扩展了纳米酶在氧化应激相关代谢性疾病中的应用。