蘇州醫工所研究基于銀納米簇的多重腫瘤標志物獲進展

　　腫瘤標志物是指特征性存在于惡性腫瘤細胞，或由惡性腫瘤細胞異常產生的物質，或是宿主對腫瘤的刺激反應而產生的物質，并能反映腫瘤發生、發展，監測腫瘤對治療反應的一類物質。例如，癌胚抗原（CEA）和甲胎蛋白（AFP）是兩種常見的腫瘤標志物。CEA在胃腸道腫瘤、肺癌、乳腺癌中可出現異常增高，AFP在肝癌和惡性畸胎瘤中可出現異常增高。研究人員發現，血清中CEA和AFP的濃度與多種癌癥的發生發展有關，同時檢測這兩種蛋白在癌癥的診斷中具有重要作用。目前，常規的檢測方法包括酶聯免疫吸附試驗（ELISA）和化學發光免疫分析（CLIA）等，但現有方法存在發光強度低、不易測量等缺點。為滿足現有臨床診斷對于分析測試方法提出的越來越高的要求，需要建立一種更為方便、穩定和靈敏的分析方法，用于在癌癥的早期診斷中同時檢測多種腫瘤標志物分子。

　　近期，中國科學院蘇州生物醫學工程技術研究所研究員繆鵬課題組提出了一種新型的基于銀納米簇的熒光檢測方法，用于同時檢測AFP與CEA。銀納米簇（AgNCs）由幾個到幾十個銀原子組成，它們的超小尺寸接近電子的費米波長，從而其連續的能帶被分離成多個獨立的能級，展示出許多類分子特性如強熒光性，可作為一種熒光信號源用于生物分子檢測。以DNA為模板合成的銀納米簇往往具有較高的熒光量子產率、高光穩定性、可調熒光發射和良好的生物相容性等優點，可以作為一種新型免標記熒光探針用于化學傳感和生物醫學檢測領域。

　　該項工作中，首先引入聚多巴胺納米球@銀納米簇（PDAN@AgNCs）體系，并使用不同的DNA模板合成具有不同熒光發射性質的銀納米簇，模版的另一端分別包含針對不同腫瘤標志物的適配體序列。單鏈DNA序列可以通過π-π堆積吸附在聚多巴胺納米球的表面上導致銀納米簇的熒光猝滅。在存在相應的腫瘤標志物時，形成的適配體/靶標蛋白復合物可以從聚多巴胺納米球的表面釋放出來，游離的銀納米簇發射的熒光信號可用于指示相應腫瘤標志物的濃度。隨著腫瘤標志物濃度的提高，相應的熒光發射變強，其濃度與熒光強度呈正相關。

　　實驗結果表明，該熒光檢測體系能夠實現納摩爾級的檢測靈敏度，能夠滿足臨床診斷的需求，并且該方法無需使用酶、抗體或其他信號放大裝置，成本低，操作方便，具有良好的生物醫學研究及臨床診斷應用前景。

　　蘇州醫工所的該研究工作得到國家自然科學基金（81771929）、中科院科研裝備研制項目（YJKYYQ20170067）等的資助。相應的研究成果已發表于Nanoscale（2019, 11, 8119）。

　　圖1 基于聚多巴胺納米球@銀納米簇的熒光生物傳感器示意圖

　　圖2 聚多巴胺納米球(A,B)與不同銀納米簇(C,D)的透射電子顯微鏡表征

　　圖3 聚多巴胺納米球@銀納米簇檢測體系用于同時檢測CEA與AFP的熒光光譜圖(A,C)及相應的定量曲線(B,D)。A圖混合物中CEA與AFP濃度均為(0,0)，(10 nM, 10 nM)，(20 nM, 20 nM)，(30 nM,30 nM)，(40 nM, 40 nM)，(50 nM, 50 nM)；C圖混合物中CEA與AFP濃度為(50 nM, 0)，(40 nM, 10 nM)，(30 nM, 20 nM)，(20 nM,30 nM)，(10 nM, 40 nM)，(0, 50 nM)。