南大朱俊杰课题组参与发表JACS新论文
生物通报道:战胜癌症的关键是早期检测,目前,美国南卡罗来纳大学和中国南京大学进行的一项最新研究,向早期发现疾病又迈出了一步。这个化学家小组报道了一种新方法,可以检测到只有少数的潜伏肿瘤细胞,这些潜伏肿瘤细胞在血液中处于少数,与健康细胞的比例仅为1:10亿。
研究人员构造了一种超灵敏的纳米探针,这种探针可通过电化学方法,检测为数不多的四个循环肿瘤细胞(circulating tumor cells),而不需要任何酶来产生可检测的信号。
南卡罗来纳大学文理学院的化学家Hui Wang,与南卡同事Qian Wang及南京大学的朱俊杰教授一起指导了这项研究。他们的研究结果表明,这种探针对pH和温度的敏感度,远远低于传统上提高灵敏度的方法——天然辣根过氧化物酶。
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癌症,可以通过释放肿瘤细胞而进行转移,肿瘤细胞能够将疾病传播到新的身体部位。但是,这些循环细胞也代表了现代医学的一个绝好机会:在患者中检测到它们,就是肿瘤的一个明显信号。
然而,循环肿瘤细胞很难被发现。在十亿个血细胞中,可能只有一个细胞是触发警报的循环肿瘤细胞。 无酶检测系统是基于Fe3O4纳米粒子的电化学性能,自2007年以来我们就知道,这种系统模拟的是,辣根过氧化物酶的过氧化物还原能力。
该研究小组很吃惊地发现,即使在缺乏过氧化氢的情况下,这种纳米粒子也能催化小染料分子(如硫堇)的电化学还原。 该研究小组在最近的知名化学期刊《Journal of the American Chemical Society》发表了相关研究成果,第一作者是南卡罗来纳大学和南京大学的郑婷婷。
在论文中,研究人员描述了他们如何用双金属纳米笼(nanocages)修饰的Fe3O4珠子,来制备一种混合的催化剂。
循环肿瘤细胞被困在一个含有细胞靶向配体的电极表面,通过硫堇循环伏安法可检测这些被困的循环细胞。
该系统具有很宽的线性响应范围,其检测极限可少至只有几个细胞。 虽然现在还不能在诊所中使用这个装置,但是Wang可以看到这种坚固的无机纳米探针的潜力。他说:“我们能够量化在癌细胞内表达的生物标志物,并且因为癌细胞的表达水平与正常细胞完全不同,所以我们实际上可以识别癌细胞。
因为这种探针的灵敏度很高,所以,即使你体内具有低丰度的癌细胞,我们应该也能够检测到它们。”(生物通:王英)
注:朱俊杰,南京大学教授(特聘教授)、博士生导师,研究生院副院长,国家杰出青年科学基金获得者,《分析科学学报》副主编,《分析化学》、《应用化学》、《分析化学进展》、《Journal of Analytical & MolecularTechniques》、《Nanobiosensors in Disease Diagnosis》、《ISRN Spectroscopy》等12个国内外杂志编委。
1984年本科毕业于南京大学化学系,1993年在南京大学获得博士学位。2001年晋升为教授,2002年任博士研究生导师。1998到1999年在以色列巴伊兰大学进行博士后研究。承担了国家杰出青年科学基金,国家自然科学重点基金,国家自然科学重大国际合作基金,国家重大研究计划纳米科技专项课题,国家863、973课题,欧盟第六框架课题等。
2010年获教育部自然科学一等奖;2008年获江苏省科技进步二等奖;2003年获中国化学会分析化学梁树权基础研究奖。
