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南大朱俊杰課題組參與發表JACS新論文
【字體: 大 中 小 】 時間:2014年02月28日 來源:生物通
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目前,美國南卡羅來納大學和中國南京大學朱俊杰課題組共同在知名化學期刊《Journal of the American Chemical Society》發表了一項研究,報道了一種超靈敏的納米探針,可以檢測到只有少數的潛伏腫瘤細胞,而不需要任何酶來產生可檢測的信號,從而向早期發現疾病又邁出了一步。
生物通報道:戰勝癌癥的關鍵是早期檢測,目前,美國南卡羅來納大學和中國南京大學進行的一項最新研究,向早期發現疾病又邁出了一步。這個化學家小組報道了一種新方法,可以檢測到只有少數的潛伏腫瘤細胞,這些潛伏腫瘤細胞在血液中處于少數,與健康細胞的比例僅為1:10億。
研究人員構造了一種超靈敏的納米探針,這種探針可通過電化學方法,檢測為數不多的四個循環腫瘤細胞(circulating tumor cells),而不需要任何酶來產生可檢測的信號。
南卡羅來納大學文理學院的化學家Hui Wang,與南卡同事Qian Wang及南京大學的朱俊杰教授一起指導了這項研究。他們的研究結果表明,這種探針對pH和溫度的敏感度,遠遠低于傳統上提高靈敏度的方法——天然辣根過氧化物酶。
延伸閱讀:Science子刊封面:癌癥納米醫學—從藥物傳遞到影像 ;Science子刊:可以口服的納米粒子“藥丸”
癌癥,可以通過釋放腫瘤細胞而進行轉移,腫瘤細胞能夠將疾病傳播到新的身體部位。但是,這些循環細胞也代表了現代醫學的一個絕好機會:在患者中檢測到它們,就是腫瘤的一個明顯信號。
然而,循環腫瘤細胞很難被發現。在十億個血細胞中,可能只有一個細胞是觸發警報的循環腫瘤細胞。
無酶檢測系統是基于Fe3O4納米粒子的電化學性能,自2007年以來我們就知道,這種系統模擬的是,辣根過氧化物酶的過氧化物還原能力。該研究小組很吃驚地發現,即使在缺乏過氧化氫的情況下,這種納米粒子也能催化小染料分子(如硫堇)的電化學還原。
該研究小組在最近的知名化學期刊《Journal of the American Chemical Society》發表了相關研究成果,第一作者是南卡羅來納大學和南京大學的鄭婷婷。在論文中,研究人員描述了他們如何用雙金屬納米籠(nanocages)修飾的Fe3O4珠子,來制備一種混合的催化劑。循環腫瘤細胞被困在一個含有細胞靶向配體的電極表面,通過硫堇循環伏安法可檢測這些被困的循環細胞。該系統具有很寬的線性響應范圍,其檢測極限可少至只有幾個細胞。
雖然現在還不能在診所中使用這個裝置,但是Wang可以看到這種堅固的無機納米探針的潛力。他說:“我們能夠量化在癌細胞內表達的生物標志物,并且因為癌細胞的表達水平與正常細胞完全不同,所以我們實際上可以識別癌細胞。因為這種探針的靈敏度很高,所以,即使你體內具有低豐度的癌細胞,我們應該也能夠檢測到它們。”(生物通:王英)
注:朱俊杰,南京大學教授(特聘教授)、博士生導師,研究生院副院長,國家杰出青年科學基金獲得者,《分析科學學報》副主編,《分析化學》、《應用化學》、《分析化學進展》、《Journal of Analytical & MolecularTechniques》、《Nanobiosensors in Disease Diagnosis》、《ISRN Spectroscopy》等12個國內外雜志編委。1984年本科畢業于南京大學化學系,1993年在南京大學獲得博士學位。2001年晉升為教授,2002年任博士研究生導師。1998到1999年在以色列巴伊蘭大學進行博士后研究。承擔了國家杰出青年科學基金,國家自然科學重點基金,國家自然科學重大國際合作基金,國家重大研究計劃納米科技專項課題,國家863、973課題,歐盟第六框架課題等。2010年獲教育部自然科學一等獎;2008年獲江蘇省科技進步二等獎;2003年獲中國化學會分析化學梁樹權基礎研究獎。
生物通推薦原文摘要:
Robust Nonenzymatic Hybrid Nanoelectrocatalysts for Signal Amplification toward Ultrasensitive Electrochemical Cytosensing
Abstract:We have discovered that magnetic Fe3O4 nanoparticles exhibit an intrinsic catalytic activity toward the electrochemical reduction of small dye molecules. Metallic nanocages, which act as efficient signal amplifiers, can be attached to the surface of Fe3O4 beads to further enhance the catalytic electrochemical signals. The Fe3O4@nanocage core–satellite hybrid nanoparticles show significantly more robust electrocatalytic activities than the enzymatic peroxidase/H2O2 system. We have further demonstrated that these nonenzymatic nanoelectrocatalysts can be used as signal-amplifying nanoprobes for ultrasensitive electrochemical cytosensing.