4. 生物标志物的荧光传感

疾病诊断在医学意义上是指对人体生理或精神疾病及其病理原因所作的判断,是确定哪种疾病或病症可以解释病人的症状和体征的过程。医疗诊断一般需要收集病人的病患病情和体格数据两方面来做出病情判断。在体外检测方面,可以通过检测血液、尿液、粪便或组织中疾病标志物,实现疾病的诊断和早期预防。在诸多检测技术中,荧光光谱具有信号采集迅速、灵敏度高、操作简单、成本低廉等优点,从而被广泛应用于疾病检测和诊断中。

我们课题组致力于发展新型的荧光主客体对(reporter pairs),借助指示剂置换分析(indicator displacement assay, IDA)和超分子串联检测(supramolecular tandem assay),实现对疾病标志物的高灵敏和特异性检测。目前取得的阶段性进展分别发表在Chem. Sci., 2011, 2, 1722–1734;Chem. Eur. J., 2013, 19, 8755–8759;Chem. Sci., 2018, 9, 2087–2091上。

      溶血磷脂酸(lysophosphatidic acid, LPA) 是卵巢癌等妇科恶性肿瘤早期诊断的理想标志物,但其在血液中的含量很低(0.0001-0.0632 mM),且血液中干扰物众多,因此检测难度大。我们根据LPA的结构特点,设计合成了新型胍基修饰杯芳烃受体,对LPA具有选择性强键合能力。进而构筑荧光主客体对,借助IDA和差异传感(differential sensing)方法,实现了对LPA的高灵敏、特异性检测。在此基础上,将该超分子传感体系应用于血清中LPA的检测。在无需对血清样本进行任何处理的情况下,可直接定量检测出LPA的浓度,检测限低至0.0017 mM,符合临床诊断的需要。采取卵巢癌小鼠和正常小鼠血液样本,对比实验发现荧光信号给出显著性差异,即该超分子传感体系能够有效区分患癌血液和正常血液。该基于杯芳烃分子识别的超分子传感方法在卵巢癌等妇科恶性肿瘤早期诊断中具有广阔的应用前景(国家发明专利:201711391952.0)。



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