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福建物構(gòu)所基于稀土納米熒光探針實(shí)現(xiàn)唾液腫瘤標(biāo)志物即時檢測
2021年01月13日 17:01:31 來源：福建物質(zhì)結(jié)構(gòu)研究所 點(diǎn)擊量：5088


　　中國科學(xué)院福建物質(zhì)結(jié)構(gòu)研究所功能納米結(jié)構(gòu)設(shè)計與組裝/福建省納米材料重點(diǎn)實(shí)驗室研究員陳學(xué)元團(tuán)隊，發(fā)展了適用于即時檢測的稀土納米顆粒溶解增強(qiáng)熒光免疫分析策略，利用單一納米顆粒含有成千上萬個稀土離子來提高待分析物的標(biāo)記比率?？蒲腥藛T將該策略和便攜式檢測裝置進(jìn)行整合，實(shí)現(xiàn)了對人體唾液中的腫瘤標(biāo)志物高靈敏快速檢測(圖1)，即利用Eu2O3納米晶作為生物探針，可以溶解在酸性增強(qiáng)液中并轉(zhuǎn)化為大量高效發(fā)光

【化工儀器網(wǎng) 科技前沿】早期準(zhǔn)確、靈敏地檢測腫瘤標(biāo)志物對于降低其死亡率十分重要。人體唾液中含有幾十種生物標(biāo)志物，包括蛋白質(zhì)、核酸、電解質(zhì)和激素等，可提供有關(guān)口腔和全身健康狀況的重要信息，因此唾液檢測在癌癥早期診斷中具有較大的應(yīng)用潛力。唾液檢測的顯著優(yōu)勢在于安全無創(chuàng)地收集唾液，減少醫(yī)護(hù)人員和其他患者之間交叉感染，因此較適用于現(xiàn)場即時檢測(POCT)。然而，由于唾液中含有約99.5%的水，其中的腫瘤標(biāo)志物所表達(dá)的濃度遠(yuǎn)低于人血清中的濃度，實(shí)現(xiàn)超靈敏且特異性的唾液腫瘤標(biāo)志物即時檢測仍具有挑戰(zhàn)性。
 
　　中國科學(xué)院福建物質(zhì)結(jié)構(gòu)研究所功能納米結(jié)構(gòu)設(shè)計與組裝/福建省納米材料重點(diǎn)實(shí)驗室研究員陳學(xué)元團(tuán)隊，發(fā)展了適用于即時檢測的稀土納米顆粒溶解增強(qiáng)熒光免疫分析策略，利用單一納米顆粒含有成千上萬個稀土離子來提高待分析物的標(biāo)記比率?？蒲腥藛T將該策略和便攜式檢測裝置進(jìn)行整合，實(shí)現(xiàn)了對人體唾液中的腫瘤標(biāo)志物高靈敏快速檢測(圖1)，即利用Eu2O3納米晶作為生物探針，可以溶解在酸性增強(qiáng)液中并轉(zhuǎn)化為大量高效發(fā)光的Eu3+膠束；使用負(fù)載硝酸纖維素膜的一次性注射器作為生物檢測平臺，簡化了操作流程，只需10分鐘即能完成檢測過程。在對癌胚抗原(CEA，癌癥臨床診斷和預(yù)后的重要腫瘤標(biāo)志物)進(jìn)行檢測時，利用便攜式紫外線手電筒照射，肉眼可區(qū)分CEA濃度超過0.1 ng/mL(0.5 pM)時的熒光強(qiáng)度變化，從而可以裸眼定性評估CEA水平。通過時間分辨模式定量檢測時，檢測限可低至1.47 pg/mL(7.35 fM)。此外，科研人員證實(shí)了定性和定量分析癌癥患者唾液樣本中CEA濃度的可靠性和準(zhǔn)確性(圖2)，從而驗證了該策略對人體唾液中的腫瘤標(biāo)志物進(jìn)行臨床診斷和家庭自我監(jiān)測的可行性。
 
　　相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表在《先進(jìn)科學(xué)》上(Advanced Science)，福建物構(gòu)所工程師周山勇和研究員涂大濤為論文共同第一作者。研究工作得到中科院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項和科學(xué)技術(shù)部國家重點(diǎn)研發(fā)專項等項目的支持。
 
　　此前，陳學(xué)元團(tuán)隊在用于腫瘤診療的稀土納米熒光探針的設(shè)計、合成及應(yīng)用中已取得系列進(jìn)展。例如，發(fā)展了一種基于稀土納米晶溶解增強(qiáng)的熒光免疫分析技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了對人體血清中腫瘤標(biāo)志物的高靈敏特異性檢測(Angew. Chem. Int. Ed.)；開發(fā)了時間分辨稀土納米探針NaEuF4，首次實(shí)現(xiàn)了全血中循環(huán)腫瘤細(xì)胞的直接檢測(Angew. Chem. Int. Ed.)；設(shè)計合成了氧化石墨烯包覆的稀土納米探針NaYF4:Yb,Er@NaYF4@GO，實(shí)現(xiàn)了腫瘤細(xì)胞內(nèi)microRNA可視化成像及腫瘤靶向的無背景近紅外二區(qū)成像(Angew. Chem. Int. Ed.)。
 
圖1.基于稀土納米探針的熒光增強(qiáng)策略實(shí)現(xiàn)唾液腫瘤標(biāo)志物即時檢測示意圖
 
　　圖2.(a)基于Eu2O3納米熒光探針的唾液CEA濃度測定校準(zhǔn)曲線。(b)分別基于Eu2O3納米探針和商用Eu3+-DTTA試劑盒測定的20份人唾液樣本CEA濃度的相關(guān)性曲線。(c)基于Eu2O3納米熒光探針測定33名志愿者唾液和血清樣本中CEA濃度的相關(guān)性曲線。(d)健康人和口腔癌患者血清和唾液樣本中CEA濃度的平均水平對比情況。
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