科技成果簡介
宮頸癌，作為全球女性發(fā)病率及致死率排名第四的癌癥，也是中國女性生殖系統(tǒng)最常見的癌癥。人乳頭瘤病毒（human papillomavirus, HPV）感染為宮頸癌的主要致病因素，通過HPV檢測可客觀地揭示病毒的感染情況，是宮頸癌篩查時(shí)不可或缺的檢測指標(biāo)?，F(xiàn)有的HPV檢測手段受困于檢測位點(diǎn)易漏檢、檢測目標(biāo)物與癌癥相關(guān)性低、存在交叉污染風(fēng)險(xiǎn)及實(shí)驗(yàn)環(huán)境限制等因素，難以滿足日趨迫切的檢測需求。電化學(xué)檢測技術(shù)具有高靈敏度與高特異性、構(gòu)建原理簡單且適用性廣、檢測設(shè)備簡單等優(yōu)點(diǎn)，具有極高潛力廣泛地應(yīng)用于醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)當(dāng)中。然而當(dāng)該技術(shù)直接用于臨床標(biāo)本檢測時(shí)，仍需要進(jìn)一步創(chuàng)新，以滿足生物樣本檢測所需的超高靈敏度與高精密度。本項(xiàng)目有效利用了電化學(xué)傳感器具有靈敏度高、特異性好、檢測成本低的優(yōu)勢，結(jié)合創(chuàng)新信號放大策略、開發(fā)新型高效信號分子、優(yōu)化傳感器檢測平臺等方面的工作，構(gòu)建了多種傳感器，從而實(shí)現(xiàn)了超靈敏且高精密檢測HPV的目的。
成果重要性及價(jià)值
1. 創(chuàng)新信號放大策略：通過將電致發(fā)光反應(yīng)控制在電極表面，研發(fā)用于HPV檢測的電化學(xué)發(fā)光傳感器，結(jié)合核酸外切酶擴(kuò)增法的恒溫循環(huán)作用進(jìn)一步提高檢測靈敏度，構(gòu)建的檢測限達(dá)3.54 fM（即10-15 M水平）。傳統(tǒng)的電化學(xué)發(fā)光傳感器檢測限約10-11 M水平，本項(xiàng)目通過創(chuàng)新信號放大策略將靈敏度提高了4個(gè)數(shù)量級。（圖1）此外，通過超分支滾環(huán)擴(kuò)增結(jié)合熵驅(qū)動(dòng)的鏈置換反應(yīng)與電化學(xué)檢測方法，將傳感器的靈敏度提高至10-17M水平，較先前工作提高了2個(gè)數(shù)量級，實(shí)現(xiàn)了對HPV的超靈敏檢測。（圖2）
圖1.基于核酸外切酶擴(kuò)增法的電化學(xué)發(fā)光傳感器
圖2.基于超分支滾環(huán)擴(kuò)增和熵驅(qū)動(dòng)的鏈置換反應(yīng)的電化學(xué)傳感器
2. 開發(fā)新型信號分子：傳統(tǒng)的電化學(xué)指示劑存在信號強(qiáng)度較弱、信號背景較大或具有毒性等局限性，本項(xiàng)目合成了基于金納米團(tuán)簇的高效電化學(xué)發(fā)光探針，克服了傳統(tǒng)金納米團(tuán)簇難以用于水相檢測的局限，該信號分子信號顯著、信號背景低，在最佳條件下，較傳統(tǒng)信號分子靈敏度高約2個(gè)數(shù)量級，將HPV DNA檢出限提高至6.8 attomole（即10-18 M水平）。（圖3）
圖3.基于金納米團(tuán)簇的高效電化學(xué)發(fā)光探針
3. 優(yōu)化傳感器檢測平臺：檢測相對標(biāo)準(zhǔn)差（RSD）越小，則檢測重現(xiàn)性越好，即檢測精密度越高。傳統(tǒng)的電化學(xué)傳感器，在捕獲探針修飾時(shí)隨機(jī)性大，電極之間差異大，影響了檢測的精密度。本項(xiàng)目構(gòu)建了基于牛血清白蛋白載體的HPV檢測平臺，檢測的RSD僅為4.3%（傳統(tǒng)電化學(xué)檢測平臺RSD約為8.5%），大大提高了檢測的精密度，使本項(xiàng)目開發(fā)的傳感器達(dá)到超靈敏度、高精密檢測的目的。（圖4）
圖4.基于牛血清白蛋白載體的HPV檢測平臺
本項(xiàng)目聚焦迫切的HPV檢測需求，積極進(jìn)行科技創(chuàng)新，突破技術(shù)瓶頸，構(gòu)建的傳感器實(shí)現(xiàn)了超靈敏、高精密且綠色無毒檢測HPV的目的，經(jīng)12家醫(yī)院的應(yīng)用，證實(shí)了其廣泛的適用性，增強(qiáng)了醫(yī)療機(jī)構(gòu)診治患者的能力，助力我國宮頸癌防治工作的開展。相關(guān)工作成果在國際重要期刊上發(fā)表論文8篇，總影響因子63.833，申請國家發(fā)明專利1項(xiàng)。
團(tuán)隊(duì)介紹
本項(xiàng)目由廈門大學(xué)附屬第一醫(yī)院檢驗(yàn)科、廈門市基因檢測重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主持，福州大學(xué)化學(xué)學(xué)院合作，共同完成。
洪國粦 博士，廈門大學(xué)教授，博士生導(dǎo)師
林振宇 博士，福州大學(xué)研究員，博士生導(dǎo)師
何穎豪 碩士，廈門大學(xué)附屬第一醫(yī)院檢驗(yàn)師
楊園園 在讀博士，廈門大學(xué)附屬第一醫(yī)院檢驗(yàn)師
程玲軍 在讀博士
