多靶标肿瘤标志物电化学免疫传感界面构建新方法研究

Sensitive detection of multi-target tumor markers is the prerequisite and basis for the early diagnosis and treatment of cance. Construction of electrochemical immunosensor has significant needs of the community. The different redox pairs of substances or metal/metal compound nanoparticles will be used as electrochemical signal substances to encode multiple antibodies of tumor markers, constructing electrochemical immunosensing interface for multiple tumor markers, which is simple, sensitive, non-enzymatic, and stable. To encode different tumor marker antibodies, this project will make use of hollow nanogold to load redox pairs substances and mark different antibodies or use of inert nanoparticles surface covered with different metal/metal compound nanoparticles marked different antibodies. That is, a redox pair substance or a metal/metal compound nanoparticles corresponds to an antibody. New method constructing immunosensing interface for multiple tumor markers will be investigated. A theoretical basis for optimizing the design of multi-target electrochemical immunosensor will be provided through systematic study on the functional assembly of the electrode surface, the correlation of immunol recognition properties and surface functional performance, and the information obtained by the performance testing of the sensing interface.

肿瘤标志物的多靶标灵敏检测是癌症早发现和早治疗的前提和基础，因此构建肿瘤标志物的多靶标免疫传感器，具有重大社会需求。本课题将分别以不同的氧化还原电对物质和不同金属/金属化合物纳米颗粒为电化学信号物质，对多种肿瘤标志物抗体进行编码，构建制备过程简便、灵敏、非酶、稳定的多靶标肿瘤标志物电化学免疫传感界面。利用中空纳米金负载氧化还原电对物质或者利用惰性纳米颗粒表面富集含不同金属/金属化合物纳米颗粒，并标记不同抗体，即一种氧化还原电对物质或一种含金属/金属化合物的纳米颗粒对应一种抗体，实现不同肿瘤标志物抗体的编码，研究构建肿瘤标志物多靶标免疫传感界面的新方法。系统研究电极表面的功能化设计，通过免疫识别性能与表面功能化的相关性，通过对传感界面的性能测试获得的信息，为优化多靶标电化学免疫传感界面的设计提供理论基础。

肿瘤标志物能够反映肿瘤发生、发展，肿瘤标志物的检测对于肿瘤诊断、筛查、预后判断和癌症的治疗具有重要意义。一种癌症往往对应多种肿瘤标志物，因此，多种肿瘤标志物的同时检测在临床医学上起着至关重要的作用。在多种检测手段中，电化学方法具有更灵敏、更简便、更经济、特异性更好的特点。电化学方法同时检测多种肿瘤标志物的关键在于将电化学免疫探针材料产生的几种不同的电信号区分开，同时需要有大量的活性位点用于固定抗体、大比表面积、导电性好等特点。基于这种情况，开展可以实现多靶标肿瘤标志物同时检测的新方法的研究，对于癌症的早期预警和诊断具有重要意义。..主要研究内容：1、新型氧化还原探针材料制备：利用氧化还原电对物质、金属/金属化合物纳米颗粒、聚苯胺衍生物、聚染料等能够产生单一的电化学信号的性质，设计制备了23种新型氧化还原探针材料。2、设计制备了16种新型电化学免疫基底材料。3、以肿瘤标志物为检测对象，构建出20种多靶标电化学免疫传感界面。..新型氧化还原探针材料: （i）制备三种石墨烯纳米复合材料：还原氧化石墨烯、还原性氧化石墨烯-离子液体-金、中空AuPt-还原氧化石墨烯。（ii）制备五种金属纳米材料：金纳米颗粒、多孔铂纳米颗粒、钴氰化物纳米颗粒、PdPt纳米笼、中空AuPt纳米颗粒等。（iii）三类聚合物材料：制备聚苯胺衍生物-贵金属、聚染料-贵金属、聚多巴胺-贵金属纳米复合材料等。（iv）基于壳聚糖的纳米复合颗粒：壳聚糖-镉纳米颗粒、壳聚糖-聚丙烯酸纳米颗粒等。（v）碳-金纳米复合材料。（vi）海藻酸钙、海藻酸铅、海藻酸铜三种纳米颗粒。..免疫基底材料：制备了包括离子液体石墨烯-贵金属、贵金属纳米颗粒、壳聚糖-贵金属、金属氧化物/石墨烯-壳聚糖、导电聚合物水凝胶/贵金属、羧甲基纤维素-金、聚氢醌-石墨烯、聚苯胺衍生物-贵金属等16种免疫基底材料。..多靶标电化学免疫传感界面：基于制备的探针和基底材料，以肿瘤标志物为检测对象，我们构建了20种多靶标电化学免疫传感界面。..科学意义：利用电化学方法同时检测多种肿瘤标志物，对于癌症的预警和早期诊断具有重要意义。本研究对于多靶标电化学免疫传感器构建方面存在的问题的解决，提供了很好的思路，同时对于其他免疫传感界面的构建具有一定的借鉴意义。