基于石墨烯的GPC3适配体纳米生物传感器靶向诊断肝癌的研究

Hepatoma carcinoma is one of the most common malignant tumors which severely threatens human health and life. Especially in Guangxi province, it is the first in tumor death spectrum. Glypican-3 (GPC3), a heparin sulfate proteoglycan, is a specific new biomarker for hepatocellular carcinoma for it significantly attributes to the development and progression of hepatocellular carcinoma. So it has important clinical significance to discover a new ideal strategy with high sensitivity and specificity to detection GPC3. In this project, the aptamer against hepatoma carcinoma markers GPC3 will be selected on the basis of SELEX technique. Then, the graphene-based electrochemical GPC3 aptamer nanobiosensor is constructed for highly sensitive detection of GPC3 with Pt NPs/RGO-CS-Fc nanocomposite as multifunctional carrier and aptamer binding specifically to GPC3 as target recognition group. Thirdly, a portable intelligent electrochemical GPC3 aptamer biosensor is developed with the field programmable gate array (FPGA) as control chip and electrochemical signal amplifying, filtering, transformation, decoding and displaying. Finally, GPC3 in clinical serum samples is determined by the electrochemical GPC3 biosensor and comparison with the standard method. Therefore, the research will provide a new method and idea for targeting diagnosis of hepatoma carcinoma.

肝癌作为临床上最常见的恶性肿癌之一，在广西地区居于肿瘤死亡谱首位。磷脂酰肌醇蛋白聚糖3（glypican-3，GPC3）)是诊断肝癌的新兴标志物，寻找高特异性和灵敏度、低成本的GPC3检测方法具有重要的临床意义。本项目将以肝癌标志物GPC3为靶点, 采用SELEX技术筛选GPC3适配体；而后以GPC3适配体为识别分子，将GPC3适配体固定在纳米铂/还原性氧化石墨烯-壳聚糖-二茂铁复合纳米材料修饰的丝网印刷电极表面，建立能检测血清中GPC3水平的纳米适配体生物传感平台；然后以现场可编程门阵列（FPGA）为控制核心，对检测信号进行放大、滤波、转换、译码并显示，初步研制一种能用于GPC3检测的便携智能化电化学生物传感器件；最后开展对临床血清样本中GPC3的实例研究，并与临床标准方法相对照，综合评价其实用性，为肝癌的靶向诊断提供新思路、新方法。

肝癌作为临床上最常见的恶性肿癌之一，磷脂酰肌醇蛋白聚糖3（glypican-3，GPC3）)是诊断肝癌的新兴标志物，寻找高特异性和灵敏度、低成本的GPC3检测方法具有重要的临床意义。本项目基本上按原计划进行。项目组经过4年的努力，开展了如下的工作：项目组①基于SELEX技术的浓度递减适配体筛选法筛选GPC3适配体。但是在筛选过程中，我们没有得到亲和力小的DNA序列。因此，我们以文献报道的GPC3适配体为基础，验证它的亲和力及靶向性。而后以此为识别分子进行后续的工作。②基于纳米材料和适配体构建了7种电化学生物传感器用于血清标记物GPC3的检测。这些电化学生物传感器在临床血清样本检测中都具有较宽的线性范围，较低的检测限，良好的重现性、稳定性和抗干扰能力以及较好的回收率，可望用于临床肝癌的靶向诊断。③以构建的RGO-CS-Fc /Pt NPs 修饰电极组成三电极传感体系，采用FPGA为控制核心设计出一种能用于GPC3检测的生物传感器件，逐步实现检测仪器的便携化和智能化。. 此外，在本项目资助下，项目组还开展了以下研究：①基于纳米材料和适配体构建了5种生物传感器用于肝癌标志物AFP检测。②基于纳米材料和酶构建了一系列生物传感系统，用于检测1,5-脱水葡萄糖醇、葡萄糖及双氧水等其他疾病标志物。③以柿单宁为生物质材料，构建了一系列柿单宁基吸附剂，用于废水中重金属和染料的吸附研究。④柿单宁-芦荟复合物的抗辐射研究。. 在本项目资助下，项目组共发表学术论文22篇（其中SCI收录论文18篇，EI收录论文3篇，中文核心1篇）；申请国家发明专利11项，其中4项已授权。共培养硕士研究生16人，其中11人已顺利毕业，5人在读。1人从副主任技师晋升为主任技师职称；参加国内外学术会议12次。. 因此，该项目已经超额完成预期目标。