生物条形码模式电化学发光免疫分析及其超高灵敏检测肿瘤标志物的应用研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    81273130
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    55.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    H3008.卫生分析化学
  • 结题年份:
    2016
  • 批准年份:
    2012
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2013-01-01 至2016-12-31

项目摘要

Bio-barcode immunoassay has an ultrahigh sensitivity with a few shortcomings such as cumbersome process, long detection time and poor stability. On the other hand, electrochemiluminescence immunoassay has the advantages of simple process, short detection time and high stability, but its sensitivity is limited. Therefore, neither method could meet the requirement of detecting very low concentrations of tumor markers (TM) in pre-cancer or early-cancer patients. Based on our previous research on biosensors for the determination of TM, we propose to develop a novel method and system of electrochemiluminescence immunoassay using bio-barcode mode. The innovation of this method lies in the use of functional biological nanomaterials in separation device and probe-labeling means. In other words, TM antibody surface-coated on the nanomagnetic bead acts as the first antibody. While, TM antibody and electrochemiluminescence probe, which are both surface-coated on the porous hollow nanosphere, act as the second antibody and signal probe, respectively. In addition, an integrated instrumental system is to be preliminarily constructed by integrating the three key steps, i.e., incubating, cleaning and testing. The method to be developed is expected to be ultrahighly sensitive, label-free, simple, rapid and stable; thus facilitating the ultrasensitive and rapid determination of TM at very low concentrations. Besides, the lung cancer early-warning mechanism is to be explored preliminarily through studying the concentration variation of TM in different stage of lung cancer. Electrochemiluminescence immunoassay using bio-barcode mode to be developed in this project would provide a technological platform for early diagnosis and early warning of pre-cancer or early-cancer patients. Thus, this proposal has high scientific significance and application prospect.
生物条形码免疫分析灵敏度超高,但检测步骤繁琐、耗时长、稳定性差;电化学发光免疫分析步骤简单、耗时短、稳定性高,但灵敏度有限;故二者均无法满足癌前病变、肿瘤早期患者体内极低浓度肿瘤标志物(TM)的检测要求。在本研究组开发TM检测生物传感器的前期研究基础上,本项目拟基于功能化生物纳米材料,创新分离器件和探针标记手段,以纳米磁珠表面包被的TM抗体为第一抗体,纳米空心多孔球表面同时包被的电化学发光探针、TM抗体分别为信号检测探针、第二抗体,创立生物条形码模式电化学发光免疫分析,并初步构建集成孵育、清洗、检测三个步骤的一体化仪器系统,具有灵敏度超高、免标记、步骤简单、耗时短、稳定性高的特点,可实现极低浓度TM的超高灵敏快速检测,并通过不同癌变时期的TM浓度变化初步探索肺癌预警机制。本项目创立的生物条形码模式电化学发光免疫分析,可为癌前病变、肿瘤早期诊断与预警提供技术平台,兼具重要科学意义和应用前景。

结项摘要

生物条形码免疫分析灵敏度超高,但检测步骤繁琐、耗时长、稳定性差;电化学发光免疫分析步骤简单、耗时短、稳定性高,但灵敏度有限;故二者均无法满足癌前病变、肿瘤早期患者体内极低浓度肿瘤标志物的检测要求。因此,我们构建了兼具生物条形码免疫分析和电化学发光免疫分析优点的生物条形码模式电化学发光免疫分析新方法和新体系。基于功能化生物纳米材料、创新分离器件和探针标记手段,以功能纳米材料表面包被的肿瘤标志物抗体为第一抗体,功能化纳米材料同时包被的电化学发光探针、肿瘤标志物抗体分别为信号检测探针、第二抗体,创立了生物条形码模式电化学发光免疫分析。通过分析生物条形码模式电化学发光免疫分析的局限性,如标记手段不合适、制备方法不合适、激发方法不合适等,采用比表面积大、导电性好的功能化纳米材料构建捕获探针、信号探针,通过形成“第一抗体—抗原—第二抗体”免疫复合物二者包合在一起,创立了基于生物条形码模式的全新概念的“电极内”“法拉第笼式”电化学发光免疫分析模式和升级版金标银染免疫分析,实现了高灵敏、准确、简单、快速、廉价的肿瘤标志物检测与监测,检测限达到ag/mL水平,克服了现有分析方法的复杂、低灵敏度等问题,为进一步构建新型肿瘤标志物传感平台建立了坚实的基础,为癌前病变、肿瘤早期的诊断与预警提供了技术平台。

项目成果

期刊论文数量(15)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(6)
专利数量(0)
Multiplex electrochemiluminescence immunoassay of two tumor markers using multicolor quantum dots as labels and graphene as conducting bridge
使用多色量子点作为标记和石墨烯作为导电桥对两种肿瘤标志物进行多重电化学发光免疫分析
  • DOI:
    10.1016/j.bios.2013.01.025
  • 发表时间:
    2013-06-15
  • 期刊:
    BIOSENSORS & BIOELECTRONICS
  • 影响因子:
    12.6
  • 作者:
    Guo, Zhiyong;Hao, Tingting;Wang, Sui
  • 通讯作者:
    Wang, Sui
Electrochemiluminescence immunosensor for tumor markers based on biological barcode mode with conductive nanospheres
基于导电纳米球生物条码模式的肿瘤标志物电化学发光免疫传感器
  • DOI:
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  • 发表时间:
    2014-03-15
  • 期刊:
    BIOSENSORS & BIOELECTRONICS
  • 影响因子:
    12.6
  • 作者:
    Du, Shuping;Guo, Zhiyong;Wang, Sui
  • 通讯作者:
    Wang, Sui
An “in-electrode”-type immunosensing strategy for the detection of squamous cell carcinoma antigen based on electrochemiluminescent AuNPs/g-C3N4 nanocomposites
基于电化学发光 AuNPs/g-C3N4 纳米复合材料的电极内型免疫传感策略,用于检测鳞状细胞癌抗原
  • DOI:
    10.1016/j.talanta.2016.07.023
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    Talanta
  • 影响因子:
    6.1
  • 作者:
    Lin Wu;Yufang Hu;Yuhong Sha;Wenrou Li;Tiantian Yan;Sui Wang;Xing Li;Zhiyong Guo;Zhou Jun;Su Xiurong
  • 通讯作者:
    Su Xiurong
Ultrasensitive and visual detection of squamous cell carcinomaantigen based on a silver-enhanced sandwich immunoassay using AuNPs@g-C3N4 nanocomposites
使用 AuNPs@g-C3N4 纳米复合材料基于银增强夹心免疫分析对鳞状细胞癌抗原进行超灵敏视觉检测
  • DOI:
    10.1016/j.snb.2016.05.115
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    Sensors and Actuators B
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Wenrou Li;Lin Wu;Xinxin Song;Yufang Hu;Sui Wang;Xing Li;Zhiyong Guo
  • 通讯作者:
    Zhiyong Guo
A test strip for lead(II) based on gold nanoparticles multi-functionalized by DNAzyme and barcode DNA
基于DNAzyme和条码DNA多功能化金纳米粒子的铅(II)测试条
  • DOI:
    10.1134/s1061934815030247
  • 发表时间:
    2015-03
  • 期刊:
    Journal of Analytical Chemistry
  • 影响因子:
    1.1
  • 作者:
    Tingting Hao;Xiaohua Jiang;Zhiyong Guo;Sui Wang
  • 通讯作者:
    Sui Wang

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  • 作者:
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  • 通讯作者:
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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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