2022年CAIA獎二等獎：生物標志物的光電傳感分析研究
完成單位：臨沂大學
完成人：郗冬梅，王瑩，張書圣
成果簡介：生物標志物檢測在疾病篩查、早期診斷、療效評估等領域的重要作用日益凸顯。針對傳統方法靈敏度低、特異性差、抗干擾能力不足等問題，本項目以腫瘤細胞及DNA、microRNA、蛋白質、酶等生物標志物為研究對象，設計合成了一系列新型生物功能化納米探針，建立了納米孔單分子電化學檢測和熒光傳感分析新方法，實現了極低含量標志物的準確測量和多組分同時分析；在理論研究的基礎上，自主開發研制了生物標志物便攜式檢測儀，成功用于癌胚抗原的檢測，為指示重大疾病的早期發生與發展提供了新的理論依據和技術支撐。研究成果發表在Anal. Chem.、ACS Sens.等TOP期刊，相關工作受到國內外專家學者的廣泛關注和正面評價。
創新點及科學價值：①開發智能響應型納米探針，包括分叉DNA 探針、三螺旋分子信標、基于重組酶聚合酶擴增DNA探針等，可特異性響應腫瘤活性分子，具有生物相容性好、靶向能力強、信噪比高等優點，解決傳統分子探針信噪比低、特異性差、靈敏度低等問題，成功用于生物傳感。②依托納米孔單分子平臺，發展了納米孔單分子電化學傳感新方法，實現了microRNA單堿基錯配的精確區分、DNA二級結構i-motif在單分子水平的實時監測，進一步實現了多組分的聯合檢測，有效降低假陽性和假陰性率，為復雜體系中多種物質的同時檢測提供了解決方案。③建立了基于基因組DNA的熒光傳感體系，提出了重組DNA技術與生物傳感器結合的熒光傳感新策略，為生物傳感器的設計提供了新思路。
社會經濟效益：研究工作主要面向醫養健康領域，項目的實施為生物分子識別體系的構建與篩選提供技術基礎，促進納米孔技術理論及應用研究的深化，為重大疾病的診斷篩查與預警提供重要資源和新的研究方向，對于醫院的臨床診斷、高校和科研院所的科學研究具有重要意義。在現有平臺的基礎上通過進一步加強與省市腫瘤醫院、企業的合作交流，充分發揮分析測試技術在經濟社會發展中的重要作用。
應用前景：所建立的光電傳感分析方法靈敏度高、選擇性好、抗干擾能力強，為腫瘤生物標志物的檢測提供了新的技術支撐。進一步研發診斷試劑盒，有望在重大疾病的診治方法學方面取得創新性成果。
