多功能性复合纳米材料的生物传感研究

Here, stable inorganic nanomaterials with excellent fluorescence and surface plasmon resonance signals are prepared and a series of analogues of small biomolecules are synthesized and functionalized on the nanomaterial surface. Our goal is to study the reversible performance of the redox-responsible biomolecules and construct a multifunctional nanobiosensor to explore the target recognition by the combination of in-situ electrochemistry, fluorescence spectra and plasmon resonance scattering spectra. We believe our constructed nanobiosensor may hold particular promise in early stage disease diagnosis and will provide a new idea for cellular and molecular level researches in the clinical diagnostics of disease.

本项目拟通过制备同时具有良好荧光响应及等离子体共振信号的新型多功能复合纳米材料，并通过将具有氧化还原活性的生物分子衍生物修饰于复合纳米材料表面，采用基于电化学、荧光及等离子体共振联用技术，对一系列氧化还原活性生物分子的行为在新型多功能复合纳米材料界面进行可逆调控。在此基础上，根据活性生物分子的氧化态和还原态在纳米生物界面行为的差异，建立基于新型多功能纳米材料和电化学、荧光及离子体共振于一体的新型纳米传感技术。对疾病中出现的异常生物过程进行早期检测，为临床诊断在细胞和分子水平上的研究提供新思路。

目前，癌症已经成为导致人类死亡的主要“杀手”之一。研究表明，早期癌症病人的治愈率可达80%以上，但对晚期癌症病人的治愈率较低。因此，早期发现成为治疗癌症及提高患者生命质量的关键所在，但早期的癌症患者一般没有临床症状，从而使得癌症早期发现和诊断存在一定的困难。肿瘤标志物是指存在于肿瘤细胞内或肿瘤细胞表面及脱落的物质或者是宿主对于体内肿瘤反应而产生的物质，主要包括蛋白质、糖类、激素、酶（同工酶）、多胺及癌基因产物等。肿瘤标志物的检测对临床和早期肿瘤诊断有着重要的指导意义。然而，早期发病阶段，肿瘤标志物的含量很低，因此发展灵敏、准确、快速、低成本的肿瘤标志物检测方法对癌症的临床早期诊断显得尤为迫切和重要。本项目通过制备具备良好催化性能的复合纳米材料，构建新型的电化学免疫传感器，实现对不同肿瘤标志物的高灵敏、特异性检测。所构建的传感器具有灵敏度高、选择性好、线性范围广等优点，提高了重大疾病早期诊断的准确性，为生命和疾病诊断领域中的基础研究和实际应用提供了数据支持，也在环境诊断、生物研究及药物筛选等方面的进步开辟了新思路。研究内容多次在Biosensors and Bioelectronics和 RSC Advance上发表。