外周血中循环肿瘤细胞的高效分离与准确、灵敏电化学传感研究

The detection of circulating tumor cells (CTCs) in peripheral blood is of great clinical significance in terms of monitoring the re-occurrence and metastasis of cancers, evaluating the activity of anticancer drugs and performing personalized therapy. However, it is one of the remaining challenges in the field of analytical chemistry to detect these low abundance CTCs in peripheral blood. The goal of this project is to achieve efficient separation and sensitive electrochemical detection of CTCs with high accuracy. We will synthesize Fe3O4@Au nanoparticle-decorated graphene to capture and separate CTCs from peripheral blood, prepare signal amplification tags and establish efficient separation and accurate, sensitive and portable electrochemical platforms for detecting CTCs based on a specific dual molecular recognition format. This research will offer opportunities for the development of new methods for the detection of disease biomarkers in peripheral blood for clinical diagnosis, prognosis and treatment applications.

对外周血中循环肿瘤细胞（circulating tumor cells, CTCs）进行检测分析有助于监测患者肿瘤的复发与转移、评估抗肿瘤药物的敏感性与患者预后以及选择个体化治疗，具有十分重要的临床意义。然而，由于外周血中CTCs数量极少，对其进行分离、准确检测已经成为当前分析化学领域的难点问题之一。该项目研究以外周血中CTCs的高效分离和准确、灵敏电化学传感为目的，从制备高性能金磁纳米粒子阵列负载石墨烯纳米材料出发，对外周血中的CTCs进行高效捕获和分离，通过设计、构建新型分析信号放大探针，依据生物分子特异性双识别模式，结合血糖仪和电化学检测技术，建立外周血中CTCs的高效分离及准确、灵敏、便携、多组分同时检测平台，发展外周血中疾病标志物检测新方法，为疾病的早期诊断、预后及治疗疗效评价提供临床应用基础。

外周血中循环肿瘤细胞（CTC）的识别和检测在癌症诊断和转移监测中起着至关重要的作用，但是由于外周血中CTC的稀有性，使得分离和检测这些CTCs成为当前分析化学领域中的一个难点问题。该项目研究以外周血中CTCs为研究对象，制备合成金磁纳米粒子（Fe3O4@Au）阵列负载的石墨烯纳米材料，突破现有方法的局限性，提高外周血中CTCs的捕获和分离效率；利用生物分子双识别模式，通过分析信号放大，建立CTCs的准确、高灵敏、便携及多组分同时电化学检测方法，旨在解决外周血中CTCs高效捕获与分离和高灵敏、多组分同时电化学检测机制的构建两个关键问题。通过研究，我们成功制备高效捕获探针和信号放大探针实现了人全血中稀有CTCs的便携、高灵敏及多组分电化学检测；通过发展DNA自组装分析信号放大新方法，实现了蛋白质、小分子及microRNA的高灵敏检测及单细胞内RNA的多色成像及放大检测。该项目研究将为高灵敏疾病标志物实际临床检测方法的建立提供有价值的借鉴和参考。