基于电致化学发光的血液铁代谢即时检测新方法

Iron metabolism is closely related with human health, factors in human blood including serum iron, serum ferritin, transferrin and transferrin receptor are widely used for evaluation of iron metabolism. Point-of-care testing (POCT) devices are thought to be potential for home-use medical service in future for its features such as portable, cheap and user-friendly. However, POCT methods for these factors are still not available due to the lack of sensitivity. Based on the high sensitive electrochemiluminescence (ECL) technique, herein we propose this project to construct POCT platforms for detection of iron metabolism related targets. We firstly developed Au electrodes and wireless ECL bipolar on paper substrate; then we construct ECL biosensing interfaces for different targets; at last quantitative POCT detection methods for multi targets are integrated for clinical use. This project may promote the clinical diagnosis and daily medical use of iron metabolism factors in future.

铁代谢与人体健康息息相关，血液中铁代谢相关的主要指标包括血清铁、血清铁蛋白、转铁蛋白等。对这些指标的检测对于医疗健康具有重要意义，传统方法由于设备和成本限制难以满足频繁检测和日常跟踪的需求。虽然即时检测技术已经在医疗领域有所发展，但目前仍局限于高浓度检测和定性检测，对于铁代谢指标物的定量检测和动态跟踪仍是空白。本项目针对这一问题，基于电致化学发光技术高灵敏度、高选择性的优点，将其与即时检测结合应用于铁代谢指标的评估中，计划开发便携式电致化学发光检测平台，利用生物识别分子如抗体、适配体等构建针对铁代谢各项指标的生物传感界面，同时耦合信号放大策略，实现电致化学发光可视化检测，建立针对各项指标的标准化定量即时检测分析模型。本项目有望对临床铁代谢相关疾病诊断和日常铁代谢健康评估产生积极影响。

即时检测方法具有便捷、快速、经济等优势，对于医疗卫生健康指标的检测具有重要意义。但现有即时检测方法受限于灵敏度和选择性等问题，难以在人群中进行大规模推广使用。本项目以血液中的铁元素为出发点，面向多项医疗卫生健康指标，一方面探索了一些新的即时检测可视化新方法，另一方面尝试拓展即时检测在医疗卫生和生化传感领域的应用。在本项目的资助下，完成了以下主要研究内容：1. 发展了一种新型电致化学发光可视化芯片，可以动态跟踪生化传感过程；2. 发展了一种绿色纳米载体材料，可以扩大对肿瘤细胞的杀伤作用；3. 在自然人群队列中尝试了即时检测芯片的小规模应用。这些研究工作深化了对即时检测技术的理解，有望对即时检测在医疗卫生领域的推广应用产生积极影响。