以双功能核酸分子为模板的智能化量子点仿生合成及其癌症早期诊断应用研究

本项目拟发展一套以双功能核酸分子为模板仿生合成智能化近红外量子点的方法，利用核酸分子既可作为量子点保护配体又可作为生物识别分子的双重特性实现生物功能化量子点的一步构建并将其应用于基于分子水平的癌症早期在体诊断技术。本项目的研究内容包括：1）探索由核酸分子引导的量子点生长机制并对量子点的形貌、光学及表面性质加以调控以获得具有小水合直径、高稳定性、高生物相容性和高特异性的核酸量子点探针；2）研究核酸量子点与癌细胞的靶向结合及其在小鼠体内的生物分布以对其特异性和生物相容性做出评估和优化；3）建立乳腺癌和淋巴癌的裸鼠肿瘤模型，研究核酸量子点与肿瘤的靶向结合过程并实现对微小肿瘤的在体靶向成像与检测。本项目的研究从解决目前癌症早期诊断所面临的实际困难出发，为下一代量子点纳米探针的构建提供新的思路和解决方案，对于癌症早期在体诊断的应用研究具有重要的科学和社会意义。

本项目发展了一类新型的核酸量子点荧光纳米探针，实现了高灵敏度、智能化的生物检测与成像技术，为癌症等重大疾病的早期诊断与治疗提供了有力的工具。主要研究成果包括：1) 构建了双靶向核酸量子点探针，解决了纳米探针的胞内投递难题，实现了细胞表面和细胞内两种癌症生物标志物分子的检测与成像 (Angew. Chem. Int. Ed. 2014, 53, 5573-5577)；2) 构建了基于核酸量子点自组装的生物计算探针，使集成化智能化的生物检测与分子影像技术成为可能 (Angew. Chem. Int. Ed. 2014, 53, 14447-14450)；3) 发展了基于核酸量子点的催化分子影像技术，解决了传统分子信标灵敏度低的问题，通过对活细胞内关键核酸分子的成像实现了对癌细胞的准确识别 (Angew. Chem. Int. Ed. 2015, DOI: 10.1002/anie.201509726)。