基于微流控芯片-量子点标记的乳腺癌细胞电化学检测新方法研究

乳腺癌是女性最常见的恶性肿瘤之一，其复发率和转移率高，因此发展一种用于乳腺癌细胞早期诊断的新方法是非常重要的。本项目提出基于微流控芯片的研究平台，设计用于乳腺癌细胞MCF-7培养的微流控芯片平台，设计合成两种氨基功能化的量子点，表面结合叶酸，形成量子点-叶酸复合物，由于乳腺癌细胞表面叶酸受体过表达，因此利用叶酸-叶酸受体的特异性相互作用，将连接有叶酸的量子点标记在乳腺癌细胞的表面，采用电化学方法进行乳腺癌细胞的定量检测。该方法采用了简单灵敏的电化学方法，以微流控芯片作为乳腺癌细胞培养和检测平台，结合纳米量子点标记用于乳腺癌细胞的定量检测，同时结合流式细胞仪的方法，比较对照，有望发展一种新的简单快速的检测方法，用于临乳腺癌细胞的的早期诊断。

本研究项目经过三年的实施，取得了一系列富有特色的研究成果， 通过各种纳米新材料，如石墨烯、纳米量子点、纳米金颗粒的运用，结合电化学的方法，如溶出伏安法、电化学沉积法、微分脉冲伏安法，构建了多种纳米材料电化学/微流控芯片传感器用于了癌细胞和疾病标志物的检测，在临床和生物分析中具有重要的意义采用。具体的研究成果如下：(1)通过在ITO芯片电极表面固定癌细胞，癌细胞表面叶酸受体过表达，将CdSe/ZnS量子点与叶酸形成复合物，将CdSe/ZnS量子点成功标记到细胞表面，采用溶出伏安的方法，可对癌细胞进行定量地检测; (2)创新性地采用聚乙烯亚胺（PEI）用于修饰聚甲基丙烯酸甲酯 （PMMA）表面，引入氨基用来固定S100B蛋白一抗，构建了一种基于PMMA微流控芯片的免疫传感检测体系，可用于S100B的高灵敏度检测。(3)首次将氨基衍生化的石墨烯组装在玻碳电极表面，同时采用直接电化学沉积的方法将纳米金修饰在电极表面构建了ATP电化学传感器，可检测低至10pM的ATP及Hela细胞内ATP含量。项目经过三年的开展，共发表SCI论文4篇，包括Lab on a chip, Electrochemistry Communications, Electroanalysis，Chinese chemical letters各一篇，另有一篇在投，人才培养方面，培养博士生两人，硕士生一人。