新型量子點生物探針與腫瘤細胞感測平台的研究

《新型量子點生物探針與腫瘤細胞感測平台的研究》是依託南京大學，由朱俊傑擔任項目負責人的重點項目。

基本介紹

• 中文名：新型量子點生物探針與腫瘤細胞感測平台的研究
• 項目類別：重點項目
• 項目負責人：朱俊傑
• 依託單位：南京大學

項目摘要

惡性腫瘤已成為嚴重危害人類健康的一組常見病、多發病，研究各種惡性腫瘤的發病原因，藉助分析技術、納米技術、生物技術和感測技術等學科的融合，找尋和發展新的分析檢測方法，是實現惡性腫瘤早發現、早診斷、早治療的重要發展方向。本項目以發展檢測惡性腫瘤細胞及其相關物的新技術和新方法為目標，結合分析化學、材料科學、生命科學等交叉學科的前沿研究成果，採用超聲化學、微波化學等方法合成如貴金屬納米簇、多元半導體、石墨烯、聚合物等新型量子點及其功能性複合材料，將其與白血病、乳腺癌等特定腫瘤細胞及其相關物的靶向生物分子相結合，組裝具有識別功能的生物納米探針，設計並構築多尺度協同的生物感測界面，構建基於新型量子點檢測白血病和乳腺癌的感測平台，利用光、電及相關技術對腫瘤細胞及其相關物進行高靈敏特異性檢測，為實現惡性腫瘤的早期診斷、個體化藥物治療以及預後評估提供新途徑。

結題摘要

惡性腫瘤已成為嚴重危害人類健康的一組常見病、多發病，研究各種惡性腫瘤的發病原因，發展高靈敏高選擇的分析檢測新方法，是實現惡性腫瘤早發現、早診斷、早治療的重要發展方向。本項目旨在通過合成開發貴金屬納米簇、多元半導體、石墨烯、聚合物等新型量子點及其功能性複合材料，組裝具有生物識別功能的納米探針，發展白血病、乳腺癌等惡性腫瘤細胞及其相關物檢測的新技術和新方法，為實現惡性腫瘤的早期診斷、個體化藥物治療以及預後評估提供新途徑。具體研究中，我們成功合成了鎘系核殼結構量子點、碳量子點、摻雜型石墨烯量子點、矽量子點、貴金屬納米簇等具有高量子產率低毒性量子點。通過多種功能材料複合偶聯以及生物分子設計組裝，構築具有生物識別和目標物回響功能的納米探針。利用量子點特有的螢光、電化學、電致化學發光發光、光電化學性能，建立量子點-能量受體間的能量轉移體系，對溶菌酶、凝血酶、胸腺嘧啶糖苷酶、鹼性磷酸酶、ATP、目標核酸、甲基化DNA鏈等腫瘤相關生物分子實施了高靈敏檢測，並實現了多種白血病細胞和乳腺癌細胞捕獲與表面受體表達情況分析。同時，藉助量子點及複合材料良好的生物相容性和光譜學特性，實現腫瘤細胞內miRNA、端粒酶、小分子、金屬離子、局域溫度的原位監測，對不同細胞生理狀態和細胞過程中目標分子的變化規律進行追蹤。此外，我們利用量子點的螢光特性，整合介孔矽材料的藥物負載能力和貴金屬納米結構的光熱性能，構築了對腫瘤細胞內標誌物分子如miRNA、ATP、組織蛋白酶以及微酸環境特異性回響的藥物釋放系統，在原位探測胞內生物分子的同時實現腫瘤的多模式聯合治療。在本項目的支持下，項目組共發表SCI論文129篇，申請國家發明專利14項，本項目研究為白血病、乳腺癌等惡性腫瘤的病理機制研究以及早期診斷與治療提供新方案。