近日，我校藥學(xué)院戴建君/鞠艷敏團(tuán)隊(duì)在學(xué)科頂尖期刊Chemical Engineering Journal（IF=16.744）上發(fā)表最新研究成果“Dual signal output ratiometric biosensor platform with regulable nanofiber-mediated signal amplification strategy for ultrasensitive detection of tumor biomarker”。藥學(xué)院碩士研究生張士薄為本論文第一作者。藥學(xué)院戴建君教授、鞠艷敏副研究員和廣東省湛江中心人民醫(yī)院張東慧助理研究員為本文的共同通訊作者。中國(guó)藥科大學(xué)為第一通訊單位。

癌癥嚴(yán)重威脅著人類的健康和生命，癌癥早期診斷有利于實(shí)現(xiàn)疾病“早發(fā)現(xiàn)、早治療”，可顯著提高患者的存活率。腫瘤生物標(biāo)志物是人體排出的與腫瘤疾病密切相關(guān)的特定分子，可對(duì)癌癥進(jìn)行有效診斷。然而，在疾病的早期階段，人體體液中僅存在痕量水平的生物標(biāo)志物。因此，開(kāi)發(fā)快速、靈敏的檢測(cè)方法對(duì)癌癥的早期診斷具有重要意義。

針對(duì)上述問(wèn)題，研究團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)了一種基于新型信號(hào)放大策略的比率熒光生物傳感器FEPN-RFB，用于檢測(cè)血清樣本中的腫瘤標(biāo)志物甲胎蛋白（Alpha-fetoprotein, AFP）。研究發(fā)現(xiàn)，兩親肽自組裝形成的納米纖維能富集Apt-TAMRA實(shí)現(xiàn)熒光信號(hào)放大，且兩親肽中氨基個(gè)數(shù)是影響信號(hào)放大的關(guān)鍵因素。為了盡量降低背景信號(hào)和系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響，研究人員設(shè)計(jì)了具有熒光發(fā)射和猝滅雙特性的CQDs@MIL-101，其展現(xiàn)出優(yōu)異的核酸吸附性能，由于存在熒光共振能量轉(zhuǎn)移現(xiàn)象，可猝滅AA2的熒光。當(dāng)存在目標(biāo)物AFP時(shí)，AA2與AFP的強(qiáng)親和力使AA2從CQDs@MIL-101表面脫離，其熒光恢復(fù)。因此，報(bào)告信號(hào)AA2與參比信號(hào)CQDs@MIL-101可形成比率熒光體系，根據(jù)AA2和CQDs@MIL-101的熒光強(qiáng)度可計(jì)算出AFP濃度。該生物傳感器FEPN-RFB檢出限達(dá)到0.28 ng/mL，與未使用新型信號(hào)放大策略相比，檢出限降低了30倍。在真實(shí)血液樣本的AFP檢測(cè)中，F(xiàn)EPN-RFB與臨床上使用的化學(xué)發(fā)光免疫分析法檢測(cè)結(jié)果一致，展現(xiàn)了優(yōu)良的應(yīng)用潛力。該新型信號(hào)放大策略為開(kāi)發(fā)具有高靈敏度的檢測(cè)方法提供了思路。

近年來(lái)，研究團(tuán)隊(duì)在人畜共患疾病和藥物殘留等方向的快速檢測(cè)領(lǐng)域開(kāi)展了系列研究工作，并取得了一些研究成果。報(bào)道了一體化的熒光和比率比色納米生物傳感器，能同時(shí)檢測(cè)乳制品中的多種危害因子，可提高食品藥品日常監(jiān)測(cè)效率（Sensors & Actuators B: Chemical 2023, 374, 132816）。同時(shí)，還開(kāi)發(fā)了一種非捕獲抗體依賴的新型側(cè)向流動(dòng)免疫層析法用于病原微生物的即時(shí)檢測(cè)，利用巰基苯硼酸替代捕獲抗體修飾膠體金，與傳統(tǒng)雙抗夾心法相比，檢出限降低了1000倍（Analytical Chemistry 2022, 94, 4277-4285; Chemical Engineering Journal 2023, 451, 139021）。

以上工作獲得國(guó)家自然科學(xué)基金（No. 52002402, No. 32172855），江蘇省自然科學(xué)基金（No. BK20200574）等經(jīng)費(fèi)的資助。

原文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.cej.2023.144026

示意圖

（供稿單位：藥學(xué)院，撰寫人：劉華，審稿人：黃欣）