二维过渡金属碳化物/氮化物纳米探针核酸标志物分析

This project targets to the key issue of developing novel detection strategies for lung cancer microRNA (miRNA) /ctDNA analysis and exploring its biomedical application using the unique properties of MXenes two-dimensional (2D) nanomaterials. The 2D nanomaterials will be controllably synthesized using strong acids etching or surfactant agents intercalated exfoliation, and the efficient gene probe will be designed according to the hybridization thermodynamics and using nucleic acids chemical modification techniques. A serious of in vitro lung cancer miRNA/ctDNA detection strategies will be developed by combination the multifunctional MXenes 2D nanoprobes and efficient gene probes as well as molecular biology signal amplification by various electrochemical and photospectroscopic tools. Multifunctional MXenes 2D gene nano-delivery with high transfection efficiency and specific-target-cells will be fabricated for intracellular miRNA sensitive detection. By combining the unique the optical, electrochemical and magnetic properties of the MXenes 2D nano materials with the biological functions of miRNA/ctDNA, we will design multifunctional MXenes 2D theranostic nanocomposites for lung cancer diagnosis and therapeutics.

本项目利用二维过渡金属碳化物/氮化物纳米探针（MXenes）优良的理化性质，发展肺癌特异性表达miRNA/ctDNA核酸标志物高效生物分析方法。通过强酸刻蚀及表面活性剂辅助插层剥离法可控合成各种性能优良的MXenes二维纳米材料；利用分子动力学和热力学的原理，结合核酸化学修饰技术，设计高效的核酸分子识别探针。利用优良的光、磁、电性能MXenes纳米探针和高效的基因探针，结合分子生物学信号放大技术，借助多种光学、磁学及电化学手段，构建一系列灵敏的肺癌miRNA/ctDNA生物传感器。基于MXenes二维结构大的表面积、良好生物相容性及表面易修饰的特点，设计具有靶向功能，转染效率高的新型的MXenes二维纳米探针基因载体，结合胞内无酶放大的方法，发展胞内miRNA检测新方法。构建多功能优良光学或磁学性能MXenes纳米探针，结合miRNA/ctDNA的生物学功能，开发新型的高效肺癌诊疗体系。

本项目利用二维过渡金属碳化物/氮化物纳米探针（MXenes）优良的理化性质，发展肺癌特异性表达miRNA/ctDNA核酸标志物高效生物分析方法，探索其生物医学应用。通过强酸刻蚀及表面活性剂辅助插层剥离法可控合成各种性能优良的MXenes二维纳米材料；利用分子动力学和热力学的原理，结合核酸化学修饰技术，设计高效的核酸分子识别探针。利用优良的光、磁、电性能MXenes纳米探针和高效的基因探针，结合分子生物学信号放大技术，借助多种光学、磁学及电化学手段，构建一系列灵敏的肺癌miRNA/ ctDNA生物传感器。基于MXenes二维结构大的表面积、良好生物相容性及表面易修饰的特点，设计具有靶向功能，转染效率高的新型的MXenes二维纳米探针基因载体，结合胞内无酶放大的方法，发展肺癌胞内miRNA检测新方法。构建多功能优良光学或磁学性能的MXenes多功能纳米探针，结合miRNA的生物医学功能，开发新型的高效的纳米诊疗体系，用于肺癌的诊断和治疗。