青岛科技大学Anal Chem：多功能纳米一体化诊疗平台用于两种不同类型肿瘤标志物的同时成像及光热治疗

多个肿瘤标志物同时检测可以大大提高癌症诊断的准确性和可靠性，然而目前报道的多个肿瘤生物标志物同时检测的工作大多集中在检测单一类型标志物（如，两种蛋白质或两种核酸），这在某种程度上限制了多种类型标志物的研究。原位同时获取细胞内不同空间位置分布的两种不同类型肿瘤标志物（一种蛋白质和一种核酸）信息不仅能够实时显示癌细胞的生理状态并且消除假阴性或假阳性信号，还可以更准确的定位癌症的病变位点信息，对于癌症的精准早期诊断至关重要。

近期，青岛科技大学罗细亮教授和徐升豪副教授课题组，在前期荧光纳米团簇和肿瘤标志物多组分检测的工作基础上（Anal. Chem., 2019, 91, 13947-13952; Anal. Chem., 2018, 90, 4039-4045; Anal. Chem., 2014, 86, 11634-11639; Chem. Commun., 2020, 56, 4074-4077; ACS Appl. Mater. Interfaces, 2020, 12, 373-379; Biosens. Bioelectron., 2017, 97, 203-207），以单链DNA修饰的两种不同荧光颜色的金纳米簇（Au NCs）为能量供体，以聚多巴胺包覆的金纳米双锥体(Au NBPs@PDA)为能量受体，构建了一种诊疗一体化多功能纳米平台，实现了单一波长激发下同时检测两种位于细胞内不同空间分布的不同类型肿瘤标志物（MUC1和miRNA-21）以及荧光介导的光热治疗。MUC1与其适配体的竞争性结合导致MUC1适配体标记的Au NCs (610 nm) 从Au NBPs@PDA表面分离，开启红色荧光。同时，miRNA-21与其互补单链DNA的杂交触发Au NCs (515 nm) 的绿色荧光。基于此，实现了细胞内不同空间分布的两种肿瘤生物标志物的同步原位多层成像。

图1. 基于核壳结构的多功能纳米材料用于细胞内不同空间分布的两种不同类型肿瘤标志物同时成像检测示意图。图片来源：Anal. Chem.

该方法不仅可以实现MUC1和miRNA-21表达水平不同的3个细胞系（MCF-7、HepG2和L02细胞）检测，还可以实现不同抑制剂处理的癌细胞中的MUC1和miRNA-21的检测（如图2所示）。

图2. 基于核壳结构的多功能纳米材料用于不同抑制剂处理癌细胞中MUC1和miRNA-21的检测同时成像图。图片来源：Anal. Chem.

此外，Au NBPs@PDA相比于纯Au NBPs具有更高的光热特性，能够更有效地杀死癌细胞（如图3所示），显示出了这种诊疗一体化平台在精确诊断和肿瘤治疗方面的应用潜力。

图3. 基于核壳结构的多功能纳米材料用于癌细胞的光热治疗结果。图片来源：Anal. Chem.

该研究成果近期发表在Analytical Chemistry 上，文章的第一作者是2018级硕士研究生王军，通讯作者是徐升豪副教授和罗细亮教授。该研究得到国家自然科学基金（21675093、21505081、21974075）、山东省省属优青（ZR2019YQ13）、山东省高校优秀青年创新团队项目（2019KJC007）和山东省泰山学者建设专项基金（ts20110829）的资助支持。

原文（扫描或长按二维码，识别后直达原文页面，或点此查看原文）：

Core−Shell Multifunctional Nanomaterial-Based All-in-One Nanoplatform for Simultaneous Multilayer Imaging of Dual Types of Tumor Biomarkers and Photothermal Therapy

Jun Wang, Yuhuan Gao, Pingping Liu, Shenghao Xu,* Xiliang Luo*,

Anal. Chem., 2020, DOI: 10.1021/acs.analchem.0c03669

徐升豪副教授简介

徐升豪，青岛科技大学化学与分子工程学院副教授，硕士生导师；2014年获北京师范大学博士学位，导师欧阳津教授。主要从事荧光纳米材料制备及多组分检测应用研究，重点集中在生化传感分析、阵列分析和纳米材料等领域，近5年在Anal.Chem., Chem. Commun., Biosens. Bioelectron., ACS Appl. Mater. Interfaces 等国际期刊上发表SCI论文25篇，申请国家发明专利3件，授权2件。2015年获得国家自然科学基金青年基金项目资助，2019年获得山东省省属优青资助，同年获批山东省高等学校优秀青年创新团队项目1项，2018年和2020年分别获“中国分析测试协会科学技术奖(CAIA奖)”一等奖2项。

罗细亮教授简介

罗细亮，教授、博士生导师，化学与分子工程学院院长，国家优秀青年基金和山东省杰出青年基金获得者、泰山学者特聘教授；2005年于南京大学获得分析化学博士学位，主要从事纳米生物复合材料的制备及其应用的研究，重点集中在生化分析和生物医药材料等领域；至今已在Chemical Society Reviews、Chemical Reviews、Biomaterials、Analytical Chemistry 等期刊上发表SCI论文170余篇，其中影响因子大于6.0的90余篇，引用6500余次，申请国内外发明专利7件，获得授权3件，担任SCI期刊Journal of Nanomaterials客座编辑、国际期刊Frontiers in Analytical Chemistry及American Chemical Science Journal编委，中文核心期刊《分析测试学报》青年编委。目前为中国仪器仪表学会电化学分析专业委员会委员以及国家自然科学基金和教育部长江学者青年学者等项目评审专家。

https://www.x-mol.com/university/faculty/49682