基于稀土纳米荧光探针的唾液肿瘤标志物体外检测

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    21771185
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    65.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    B0103.团簇与纳米化学
  • 结题年份:
    2021
  • 批准年份:
    2017
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2018-01-01 至2021-12-31

项目摘要

Rare-earth (RE) doped luminescent nanoparticles (NPs), emerging as a new-generation luminescent bioprobes and as an alternative to conventional molecular probes, show great potentials for their biomedical applications in early cancer detection and targeted bioimaging. In this project, we are devoted to the investigation of novel nano-bioprobes based on RE-doped luminescent NPs for the biodetection of human tumor markers and tumor-targeted bioimaging. We aim to establish the measurement method for the evaluation of the absolute upconverting (UC)/downshifting luminescence quantum yield in RE-doped NPs, propose reliable and universal bioconjugation techniques for specific binding of tumor markers, and develop the general protocols for both heterogeneous time-resolved (TR)/UC luminescence and homogeneous TR-FRET/UC-FRET in-vitro detection of serum/saliva tumor markers such as carcino-embryonic antigen (CEA) as well as CEA-targeted bioimaging. Particularly, it is expected that the detection limit of CEA for human saliva samples finally reaches as low as 0.2 fM, which fulfills the requirement of clinical assays. We anticipate that, the developed RE-doped nano-bioprobes will show much more excellent features in the luminescence efficiency, photochemical stability, and biodetection/bioimaging sensitivity than traditional molecular bioprobes, and thus may play crucial roles in the fields of early cancer detection, point-of-care test, and community and family theranostics. The development of RE-doped luminescent nano-bioprobes will lead to the breakthrough for the use of RE luminescent materials in biomedical applications and achieve the high-value utilization of RE resources as well as the extension of RE industrial chain.
稀土纳米发光材料是目前普遍看好的新一代荧光标记材料,有望替代分子探针在癌症早期诊疗和靶向示踪等生物医学领域发挥重要作用。本项目致力于研发可用于人体肿瘤标志物检测和靶向生物成像的新型高效稀土纳米荧光探针,建立评价和提高稀土上/下转换发光材料发光效率的方法,发展成熟可靠的具有肿瘤标志物特异性识别作用的生物偶联技术,开发基于新型稀土纳米荧光探针的时间分辨/上转换荧光异相检测和共振能量传递均相体外检测技术,实现对人体血清和唾液中肿瘤标志物的高灵敏特异性体外检测及肿瘤靶向示踪,其中对唾液中癌胚抗原的检测限低于0.2 fM,达到临床检测要求。预期本项目研制的纳米探针在发光效率、光稳定性和检测限等方面都表现出优于传统分子探针的良好性能,在癌症早期检测、即时检验、社区医疗和家庭诊断等领域发挥重要作用。稀土纳米探针的开发有望加快实现稀土发光材料在生物医学应用的突破,促进稀土资源高值利用和产业链延伸。

结项摘要

本项目主要开展了稀土纳米荧光材料的控制合成、光学性能和及其应用研究。对材料的电子结构、表面修饰、结构表征及其发光物理进行了全面的分析,筛选出了几种高效且高灵敏度的纳米荧光标记材料,并实现了对一系列人体唾液和血清肿瘤标志物的高灵敏检测。本项目研制的稀土纳米荧光标记材料在荧光强度、光稳定性、生物亲和性和灵敏度等方面都表现出优于有机染料和稀土鳌合物的良好性能,在生物成像、免疫分析、和生物分子相互作用追踪等领域将发挥重要的应用。本项目执行期间,在Nano Today、 Coord. Chem. Rev.、 Nat. Commun.、 Angew. Chem. Int. Ed.等专业期刊发表了高影响力SCI论文39篇,其中影响因子>14一区论文15篇,获授权中国发明专利9项。

项目成果

期刊论文数量(39)
专著数量(0)
科研奖励数量(2)
会议论文数量(0)
专利数量(9)
Mn2+-activated calcium fluoride nanoprobes for time-resolved photoluminescence biosensing
用于时间分辨光致发光生物传感的 Mn2 激活氟化钙纳米探针
  • DOI:
    10.1007/s40843-018-9288-4
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    Science China-Materials
  • 影响因子:
    8.1
  • 作者:
    Wei Jiaojiao;Zheng Wei;Shang Xiaoying;Li Renfu;Huang Ping;Liu Yan;Gong Zhongliang;Zhou Shanyong;Chen Zhuo;Chen Xueyuan
  • 通讯作者:
    Chen Xueyuan
Lanthanide-doped disordered crystals: Site symmetry and optical properties
镧系元素掺杂无序晶体:位点对称性和光学性质
  • DOI:
    10.1016/j.jlumin.2018.04.057
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    Journal of Luminescence
  • 影响因子:
    3.6
  • 作者:
    You Wenwu;Tu Datao;Zheng Wei;Huang Ping;Chen Xueyuan
  • 通讯作者:
    Chen Xueyuan
Engineering the Bandgap and Surface Structure of CsPbCl3 Nanocrystals to Achieve Efficient Ultraviolet Luminescence
设计 CsPbCl3 纳米晶体的带隙和表面结构以实现高效的紫外发光
  • DOI:
    10.1002/anie.202017370
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    Angewandte Chemie International Edition
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Zhang Yunqin;Cheng Xiyue;Tu Datao;Gong Zhongliang;Li Renfu;Yang Yingjie;Zheng Wei;Xu Jin;Deng Shuiquan;Chen Xueyuan
  • 通讯作者:
    Chen Xueyuan
Interfacial Defects Dictated In Situ Fabrication of Yolk-Shell Upconversion Nanoparticles by Electron-Beam Irradiation.
电子束辐照原位制备蛋黄壳上转换纳米颗粒的界面缺陷
  • DOI:
    10.1002/advs.201800766
  • 发表时间:
    2018-10
  • 期刊:
    Advanced science (Weinheim, Baden-Wurttemberg, Germany)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Xu J;Tu D;Zheng W;Shang X;Huang P;Cheng Y;Wang Y;Chen X
  • 通讯作者:
    Chen X
Rare earth ion- and transition metal ion-doped inorganic luminescent nanocrystals: from fundamentals to biodetection
稀土离子和过渡金属离子掺杂无机发光纳米晶体:从基础到生物检测
  • DOI:
    10.1016/j.mtnano.2019.100031
  • 发表时间:
    2019-03-01
  • 期刊:
    MATERIALS TODAY NANO
  • 影响因子:
    10.3
  • 作者:
    Huang, P.;Zheng, W.;Chen, X.
  • 通讯作者:
    Chen, X.

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其他文献

NaYF_4:Yb~(3+)/Er~(3+)单颗粒微米棒偏振上转换发光及其取向示踪
  • DOI:
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  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
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  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    胡晓柯;商晓颖;黄萍;郑伟;陈学元
  • 通讯作者:
    陈学元
稀土无机发光材料: 电子结构、光学性能和生物应用
  • DOI:
    10.1360/n032013-00041
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    中国科学:化学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    郑伟;涂大涛;刘永升;罗文钦;马恩;朱浩淼;陈学元
  • 通讯作者:
    陈学元
稀土掺杂无机纳米晶及其时间分辨荧光生物检测应用
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    中国稀土学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    张文;黄萍;委娇娇;郑伟;陈学元
  • 通讯作者:
    陈学元
基于稀土上转换纳米荧光探针的肿瘤标志物体外检测(英文)
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    发光学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    于莉华;刘永升;陈学元
  • 通讯作者:
    陈学元

其他文献

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陈学元的其他基金

稀土纳米发光材料设计、制备与医学体外检测应用
  • 批准号:
    U22A20398
  • 批准年份:
    2022
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稀土掺杂近红外发光量子点的控制合成、光学性能及生物应用
  • 批准号:
    22135008
  • 批准年份:
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    10974200
  • 批准年份:
    2009
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  • 批准号:
    10774143
  • 批准年份:
    2007
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    35.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
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  • 批准号:
    60088004
  • 批准年份:
    2000
  • 资助金额:
    12.0 万元
  • 项目类别:
    专项基金项目

相似国自然基金

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  • 批准号:
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相似海外基金

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AI项目解读示例

课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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