基于AuNPs@MoS2纳米探针的构建及其在肿瘤标志物检测中的应用研究

Malignant tumor (cancer) is one of the terrible diseases of human being, which seriously threatens human health and life. Detection of cancer at the early stage is one of the important means to prolong the life of patients. Therefore, it is significant to detect tumor biomarkers with high sensitivity and specificity for clinical diagnosis and treatment. Nanoprobe is considered as a new functionalized probe with a small size and easily functionalized with biological markers, which has been widely applied in drug analysis, disease diagnosis, cellular and in vivo imaging and so on. The project designs kinds of AuNPs@MoS2-based nanoprobes to construct electrochemical immunosensors for tumor biomarkers detection with high sensitivity and specificity. The immunosensor combined with the advantages between AuNPs@MoS2 nanomaterials and electrochemical analysis technique, which can be used to simultaneously detect several lung cancer biomarkers. The novel AuNPs@MoS2-based immunosensor maybe offers an opportunity for applying in cancer diagnosis.

恶性肿瘤是严重威胁人类健康和生命的重大疾病之一，恶性肿瘤的早期发现、早期诊断是目前延长癌症患者生命的最有效手段之一。恶性肿瘤的发病与特定生物标志物在体内的表达量存在密切的关系，因此肿瘤标志物高灵敏度和特异性的检测对肿瘤的早期筛查、临床诊疗具有十分重要的意义。纳米探针作为新型的功能探针，具有体积小、容易进行生物标记等诸多特点，已广泛应用于药物筛选、疾病诊断、细胞及活体成像等领域。本项目拟通过制备AuNPs@MoS2纳米复合材料，构建多种AuNPs@MoS2纳米探针，结合电化学分析技术快速、灵敏度高、稳定性好的优点，构建电化学免疫传感器。利用纳米探针的信号放大作用，实现肿瘤标志物的超高灵敏和特异性检测。通过对肺癌标志物CEA、NSE等的联合检测，提高肿瘤早期筛查的准确性，为纳米电化学生物传感器应用于癌症早期检测和诊断提供新的纳米材料和新的科学思路。

恶性肿瘤的发病与特定生物标志物在体内的表达量存在密切的关系，因此肿瘤标志物高灵敏度和特异性的检测对恶性肿瘤的早期筛查、临床诊疗具有十分重要的临床意义。本项目针对肿瘤标志物在体内的检测含量低的特点，将具有比表面积大、易于功能化的二维层状纳米材料二硫化钼，用于构建电化学生物传感器，极大提升生物传感器的检测性能和稳定性，实现对肿瘤标志物高灵敏、特异性的检测。本项目通过微波辅助合成法可控合成了纳米金功能化二硫化钼（AuNPs@MoS2）纳米复合材料，调控制备了球形、三角形、四叶草形和花形纳米金功能化二硫化钼纳米复合材料。在材料合成及表征的基础上，构建了基于二硫化钼的电化学传感器，选取与重大疾病相关的生物小分子为研究对象（如多巴胺、抗坏血酸、葡萄糖等），充分验证了二硫化钼在电化学领域的应用潜力。然后，以氧化还原蛋白质（如葡萄糖氧化酶、血红蛋白）为模型，证明了MoS2-AuNPs纳米复合材料对蛋白质天然活性没有影响。通过引入生物酶对底物的催化作用，构筑基于二硫化钼的纳米生物探针。结合抗体-抗原特异性的作用原理，构建了基于二硫化钼的免标记和具有信号放大作用电化学免疫传感器，可实现低于0.5 pg/mL癌胚抗原（CEA）高灵敏、特异性的检测。该电化学免疫传感器还具有良好的选择性和稳定性，可实现血清样本中CEA的准确检测。研究结果表明，二硫化钼纳米复合材料的引入，可有效提高电化学生物传感器的检测性能，可用于肿瘤标志物的高灵敏、特异性的检测。本项目的部分研究成果，已陆续在ACS Applied Materials & Interfaces、Nanoscale、Nanotechnology、Microchimica Acta、RSC Advances、Electroanalysis等国际SCI期刊上发表学术论文11篇。在此基础上，依托该项目申请相关发明专利2项。