為推進(jìn)我校醫(yī)工交叉學(xué)科建設(shè)，物理學(xué)院先進(jìn)光學(xué)及光纖傳感器課題組與遼寧省腫瘤醫(yī)院檢測(cè)科通過(guò)一年多的合作，針對(duì)結(jié)直腸癌化療用藥的痕量離子代謝臨床需求，以超痕量金屬離子臨床快速檢測(cè)為目標(biāo)，先期開(kāi)展并提出一種可用于臨床血清樣品重金屬鉛離子檢測(cè)的高靈敏、高選擇性、低成本、實(shí)時(shí)在線(xiàn)檢測(cè)光纖DNA生物傳感器。
金屬離子檢測(cè)最初主要源于破壞生態(tài)及嚴(yán)重威脅人體健康的環(huán)境污染問(wèn)題（例如重金屬離子鉛離子和汞離子等），目前已經(jīng)成為新興領(lǐng)域所亟需的關(guān)鍵現(xiàn)代化檢測(cè)技術(shù)之一。在癌癥醫(yī)療領(lǐng)域，結(jié)直腸癌已經(jīng)躍居全國(guó)第二大高發(fā)癌癥的及女性第二大死亡癌癥（2020年國(guó)際癌癥研究機(jī)構(gòu)IARC最新數(shù)據(jù)）。第三代癌癥廣譜抗癌藥物奧沙利鉑是目前結(jié)直腸癌中晚期化療首選用藥，而鉑藥在水解之后即形成二價(jià)金屬離子與癌癥DNA相互作用實(shí)現(xiàn)阻斷生長(zhǎng)。因此，金屬離子檢測(cè)技術(shù)針對(duì)臨床應(yīng)用在癌癥化療分析領(lǐng)域具有巨大應(yīng)用前景及重要價(jià)值。
為了先期驗(yàn)證金屬離子檢測(cè)技術(shù)，課題組與遼寧省腫瘤醫(yī)院首先針對(duì)常見(jiàn)引起人體血液中毒的金屬離子---鉛離子進(jìn)行痕量檢測(cè)設(shè)計(jì)及臨床樣本驗(yàn)證，利用緊湊、高性能的傾斜光纖光柵(TFBG)表面等離子體共振(SPR)傳感技術(shù)，結(jié)合高選擇性、高穩(wěn)定性的生物DNA靶向識(shí)別技術(shù)，課題組提出了一種新型的DNA剪切酶光纖生物傳感器，實(shí)現(xiàn)痕量重金屬鉛離子檢測(cè)。該近紅外光纖生物傳感器檢測(cè)極限（LOD）低至8×10-12M（8 pM）,低于其他光纖汞離子檢測(cè)技術(shù)3個(gè)數(shù)量級(jí)，是目前已報(bào)道光纖鉛離子檢測(cè)傳感器中最低檢測(cè)極限。同時(shí)具備優(yōu)秀的選擇性和大動(dòng)態(tài)檢測(cè)范圍（10-11M~10-6M）。最終在臨床人體血清樣本中證實(shí)了TFBG-SPR-DNAzyme-GNPs鉛離子檢測(cè)的抗干擾性、實(shí)用性及良好回收率。
相關(guān)研究成果以大連理工大學(xué)和遼寧省腫瘤醫(yī)院為共同合作單位，發(fā)表于交叉學(xué)科生化傳感領(lǐng)域高水平國(guó)際期刊Sensors and Actuators: B. Chemical（IF=7.10）,第一作者博士研究生王芳，通信作者為大連理工大學(xué)物理學(xué)院張揚(yáng)副教授以及彭偉教授，遼寧省腫瘤醫(yī)院檢測(cè)科杜云婷醫(yī)生為共同作者。
通過(guò)對(duì)鉛離子的超痕量檢測(cè)技術(shù)的臨床樣本驗(yàn)證，證實(shí)了DNA靶向分子技術(shù)及光纖傳感技術(shù)結(jié)合的獨(dú)特平臺(tái)技術(shù)優(yōu)勢(shì)，該成果為進(jìn)一步深入與遼寧省腫瘤醫(yī)院結(jié)直腸科合作，面向針對(duì)人體無(wú)創(chuàng)采樣“三液”樣本的化療抗癌鉑藥藥代動(dòng)力學(xué)分析（即痕量鉑離子分析），實(shí)現(xiàn)“無(wú)痛”“精準(zhǔn)”醫(yī)療，提供了一項(xiàng)先進(jìn)的潛在臨床快檢技術(shù)方案。以該工作為基礎(chǔ)，工作雙方已經(jīng)聯(lián)合申請(qǐng)了2021年國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目。
文章鏈接：
